 |
Российские ученые создали новую технологию обработки оптоволокна из отечественного сырья
Ученые Пермского Политеха и ПНППК разработали новую технологию, которая решает эту проблему. Качество отечественных труб теперь не уступает импортным, при этом они стали в 1,5 раза устойчивее к воздействию влаги и высоких температур.
Статья опубликована в журнале «Прикладная фотоника».
Оптическое волокно — это тончайшая нить из кварцевого стекла, по которой передается световой сигнал. Оно используется в различных датчиках и системах управления в авиации, ракетостроении, навигационном оборудовании и энергетике. В этих приборах важна не только скорость передачи данных, но и надежность: нить должна выдерживать вибрации, перепады температур и повышенную влажность на протяжении многих лет.
Чтобы защитить волокно и придать ему необходимую жесткость и прочность, особое внимание уделяют подготовке кварцевых труб, из которых волокно изготавливается. Именно они составляют основную массу волокна (до 80–95 %) и определяют его механическую стойкость и долговечность. Любой дефект на их поверхности превращается в микротрещину, которая под нагрузкой или при воздействии влаги растет и в итоге разрушает материал.
Сейчас в международной практике для изготовления таких труб используют специальную технологию. Сначала поверхность шлифуют, чтобы снять грубые неровности. Затем обрабатывают в концентрированной кислоте, тем самым убирая микротрещины и поврежденный слой, оставшийся после механической обработки. В конце стекло обрабатывают кислородно-водородной горелкой, которая делает его поверхность идеально гладкой.
Однако этот трехступенчатый подход хорошо работает только для импортных материалов. Проблема в том, что в России тоже производят такие трубы, но из другого сырья. Но если существующую технологию применить к отечественному кварцевому стеклу, обладающему другими свойствами, то результат оказывается плохим. На поверхности остаются глубокие дефекты, что напрямую влияет на прочность и срок службы волокна. Это значит, что производители вынуждены полагаться на зарубежные материалы, что ограничивает развитие российского приборостроения.
Ученые Пермского Политеха и ПНППК создали новую технологию обработки кварцевых труб из отечественного сырья. Это позволило добиться такого же качества поверхности, как у существующих аналогов, но с меньшими затратами. При этом российское кварцевое стекло стало в 1,5 раза устойчивее к воздействию влаги и высоких температур, чем импортные образцы. Такие трубы можно будет использовать при создании различных датчиков, лазеров, систем навигации и управления.
Исследователи начали с того, что обработали по стандартной технологии образцы отечественного и импортного стекла. Изучив их под микроскопом, они выяснили, что у российского материала более хрупкая структура, и он сильнее разрушается, что необходимо учитывать при создании нового режима обработки.
Чтобы подобрать для такого стекла точные параметры, ученые провели серию экспериментов. Они сосредоточились на ключевом этапе, когда трубу помещают в кислоту. Именно от ее концентрации и времени обработки зависит, станет ли поверхность гладкой или, наоборот, покроется новыми дефектами. Они взяли отечественные образцы и постепенно меняли эти два условия, отслеживая изменения на поверхности материала.
— Опираясь на результаты эксперимента, мы разработали новую технологию обработки. Для этого изменили все ключевые параметры: снизили концентрацию кислоты в 4 раза, сократили время выдержки в растворе в 6 раз, а огневую полировку стали проводить в два раза чаще. Поскольку отечественный материал был хрупким, мы также решили использовать более слабый раствор кислоты, который не будет увеличивать дефекты, а снимет дефектный слой, — отметила Александра Бурдина, аспирантка кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» ПНИПУ, ведущий инженер-технолог ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания».
Новый режим проверили на нескольких образцах труб из российского сырья. После обработки поверхность стала идеально гладкой, как у импортных аналогов. Это значит, что на ней больше нет микротрещин и неровностей, которые могли бы стать причиной разрушения волокна.
— Также мы проверили долговечность полученных образцов. Их поместили в климатическую камеру, где сымитировали тяжелые условия эксплуатации: повышенную влажность, высокую температуру и их циклические перепады. После этого проверили их прочность: у отечественного волокна этот показатель был в 1,5 раза выше, чем у импортного. Теперь их можно использовать в условиях высокой влажности и температур, где зарубежные аналоги будут быстрее терять свои свойства, — дополнил Анатолий Перминов, заведующий кафедрой «Общая физика» ПНИПУ, доктор физико-математических наук, доцент.
Разработанная технология позволяет отказаться от импортных материалов в производстве оптического волокна. Теперь трубы из российского кварцевого стекла можно использовать для создания различных приборов в нефтегазовой отрасли, медицине, энергетике и транспорте, то есть везде, где нужны надежные системы контроля и измерения, работающие в сложных условиях.
Контактное лицо: Макарова Татьяна Андреевна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 16:54, 12.07.2026
Количество просмотров: 48
Страна: Россия
| Ученый Пермского Политеха рассказал, когда ждать Оленью Луну, ПНИПУ, 07:31, 05.08.2026, Россия |
33 |
| С 28 по 29 июля на небе взойдет Оленья Луна – полнолуние, которое ежегодно приходится на середину лета. О том, как атмосфера влияет на цвет, как название связано с коренными народами Северной Америки и почему спутник будет казаться полным целых две ночи, рассказал ученый ПНИПУ. |
|
| Инженеры «Швабе» предложили новые подходы для совершенствования радаров и систем связи нового поколения, Холдинг «Швабе» Госкорпорация Ростех, 07:13, 05.08.2026, Россия |
30 |
| Специалисты холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех прорабатывают новые решения для преодоления одного из ключевых ограничений современных радаров и систем связи. Они позволят эффективнее принимать и обрабатывать большие объемы данных на высоких частотах, что необходимо для создания более быстрых и точных радиолокационных комплексов, а также систем спутниковой и мобильной связи нового поколения. |
|
| Ученые Пермского Политеха развеяли 7 популярных мифов о загаре, ПНИПУ, 15:16, 03.08.2026, Россия |
144 |
| Наступило лето, а значит мы все подвергаемся более интенсивному воздействию солнечных лучей. Ученые Пермского Политеха рассказали, правда ли ультрафиолет лечит акне, как работает автозагар, можно ли использовать масло вместо защитного крема и как сметана и кефир могут усугубить солнечный ожог. |
|
| Ученая Пермского Политеха назвала 7 самых агрессивных сорняков на даче и рассказала, как с ними бороться, ПНИПУ, 15:02, 03.08.2026, Россия |
43 |
| 23 июля в России отмечается День дачника. Ученая ПНИПУ назвала семь самых агрессивных растений, которые распространены во всех регионах нашей страны, и рассказала, какой урон они наносят культурам, что помогает им размножаться с такой силой, как с ними бороться и можно ли извлечь из них пользу. |
|
|
|
