 |
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: 70
Страна: Россия
| Ученые ПНИПУ нашли новый способ очищать воду от стронция, ПНИПУ, 21:28, 13.10.2026, Россия |
58 |
| Сегодня нередко в стоки и водоёмы попадают ионы стронция, способные вызывать у человека тяжелые заболевания. Но удалять их одновременно дёшево и быстро пока не получается. Ученые ПНИПУ создали новый материал для удаления стронция из воды. Их сорбент связывает больше ионов и работает в 3 раза быстрее аналогов. |
|
| «Поток-сирота»: ученый Пермского Политеха рассказал о звездопаде Дельта-Ауригиды, ПНИПУ, 21:26, 13.10.2026, Россия |
36 |
| В ночь с 10 на 11 октября можно будет увидеть Дельта-Ауригиды — один из самых интригующих, но малоизвестных звездопадов осени. Его радиант располагается в созвездии Возничего, а пик активности приходится на 11 октября. О том, почему Дельта-Ауригиды называют «потоком-сиротой» и как его не пропустить, рассказывает ученый Пермского Политеха. |
|
| Ученые Пермского Политеха рассказали, на что смотреть при покупке незамерзайки для машины, ПНИПУ, 21:15, 13.10.2026, Россия |
39 |
| С наступлением холодов перед каждым водителем встает вопрос: какую стеклоомывающую жидкость залить в бак, чтобы она не замерзла, справлялась с грязью и не навредила ни машине, ни людям в салоне. О том, из чего состоит незамерзайка и на что ориентироваться при ее выборе, рассказали ученые Пермского Политеха. |
|
|
|
