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研究生:黃立杰
研究生(外文):L.J. Huang
論文名稱:Ni,Cu-Ni金屬鍍層光纖之製作及機械性質量測
指導教授:林育立林育立引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:機械與航太工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:光纖金屬鍍層光纖之金屬度層
外文關鍵詞:optical fibermetal coatingoptical fiber with metal coating
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利用無電電鍍的方法,且另外採用省略表面化學粗化與將玻璃光纖放入光纖加熱管中烤乾這兩個步驟。在實驗室中操作,只需10秒的電鍍時間即可在玻璃光纖上產生1.5μm厚的Ni金屬鍍層,但鍍層剝落的現象也會隨無電電鍍時間之增長漸趨明顯。若是不考慮鍍層製作所花的時間長短,先將內應力較小的銅先行鍍在玻璃光纖表面上,再繼續做無電電鍍鎳的製程,則鍍層總厚度可以在不剝離的狀態下由1.5μm增至15μm左右,但所需電鍍操作時間就會拉長至將近一個小時。因此利用無電電鍍雖可將鎳金屬鍍在光纖表面,但其鍍層厚度有其限制,無法一次就得到較厚的厚度。由實際測試,金屬鍍層的剪力測試強度約為11.2Mpa(鎳鍍層)、14.9Mpa(銅加鎳鍍層)左右。所以依照此無電電鍍的方法種製程方式操作,在利用多種鍍層的技術之後,是可以順利的將此金屬鍍層的製程加以商業化的。
目錄
摘要…………………………………………………..……….i
致謝…………………………………………………………..ii
一﹒ 序論……………………………………………………1.
1.1研究的動機………………………………………….1.
1.2前言………………………………………………….2.
二﹒ 參考文獻………………………………………………5.
2.1無電電鍍……………………………………………..5.
2.1.1無電鍍鎳…..…………………………………...6.
2.1.2無電鍍銅………..……………………………..11.
2.2多層鍍層…………………………………………….13.
2.3鍍層之檢測………………………………………….15.
2.4光纖金屬鍍層之應用……………………………….16.
三﹒ 金屬鍍層之製作……………………………………...18.
3.1製作設備…………………………………………….20.
3.2無電鍍鎳鍍層的製作方法….………………………20.
3.3無電鍍銅鍍層的製作方法….………………………22.
四﹒ 金屬鍍層之檢驗……………….……………………..23.
4.1檢驗設備介紹……………….………………………23.
4.1.1光學顯微鏡(OM)…….……………………...23.
4.1.2掃描式電子顯微鏡(SEM)…….…………….23.
4.1.3萬能材料試驗機……………….……………24.
4.2試片檢測過程………………………….……………24.
4.2.1鍍層檢測……………………….……………24.
4.2.2鍍層破斷應力檢測…………….……………25.
五﹒ 結果與討論……………………………….…………..28.
5.1鍍層結構觀察…………………………….…………28.
5.1.1鎳鍍層…………………………….…………28.
5.1.2銅加鎳的多層鍍層……………….…………31.
5.2鍍層與光纖底材附著力的檢測………….…………31.
5.2.1銅加鎳的多層鍍層………………………….32.
5.2.2鎳鍍層……………………………………….33.
六﹒ 結論………………………………………….………. 35.
七﹒未來研究的方向…………………………….…………37.
八﹒參考文獻及附錄……………………………………….38.
圖目錄
圖1.1 一般通訊用的光纖…….…………………………41
圖1.2 OH-滲入光纖中,會大幅增加光纖的損失……...42
圖2.1 溫度對鍍速之關係曲線圖……………………….43
圖2.2 pH值對鍍速之關係曲線圖………………………44
圖2.3 鍍液中含磷量與pH值之關係圖………………..45
圖4.1 光學顯微鏡(OM)之配置…………………………46
圖4.2 掃描式電子顯微鏡(SEM)之配置………………..47
圖4.3﹒ 萬能材料試驗機……………………………….48
圖4.4標準光纖之表面其內部玻璃材質部份的直徑約為125μm…………………………………………………...49
圖4.5 將光纖黏在左右各一的玻璃纖維上…………….50
圖4.6 將此兩片玻璃纖維片架在測試夾頭上另一套固定治具上進行測試…………………………………………51
圖4.7將此兩片玻璃纖維片架在測試夾頭上另一套固定治具上進行測試…………………………………………52
圖5.1金屬鎳鍍層光纖的表面,顯示出清潔、敏感化之前處理步驟也對實驗成功與否有決定性的影響…………53
圖5.2
(a)裸光纖表面呈現出光滑的表面
(b)無電電鍍鎳處理後之鍍層光纖,其鎳鍍層 表面則呈現出較粗造的表面…………...…………………54
圖5.3 鍍層之成份分析…………………………………..55
5.4鍍層表面在較高倍率下之觀察結果,從圖中可以明顯的觀察到鍍層表面有非常多的空孔產生……………….56
圖5.5其為使用C鍍液,浸泡在敏化溶液中後立刻取出,然後浸泡在活化溶液中10秒,其無電電鍍時間亦為10秒所得的結果…………………………………………….57
圖5.6 此圖為圖5.5光纖之橫斷斷面觀察之局部放大..58
圖5.7使用C鍍液,浸泡在敏感化溶液中立可取出,然後浸泡在活化溶液中20秒,其無電電鍍時間亦為10秒所得的結果………………………………………………….59
圖5.8 其為圖二十鍍層光纖之橫斷面觀察之局部放大,發現浸泡在活化溶液中的時間增長,其鍍層厚度也會有所增加…………………………………………………….60
圖5.9 鍍層剝落時間,鍍層剝落隨無電電鍍時間之增長而漸趨明顯……………………………………………….61
圖5.10鎳銅鍍層所得到的金屬鍍層的確是明顯的增厚了,其厚度將近有15μm左右………………………….62
圖5.11鍍層本身的外觀還保持著與沒有做拉力測試以前一樣(還是圓形),並沒有因為做了破斷拉力測試而使得鍍層本身有破裂脫落的現象發生………………………….63
圖5.12其為利用SEM顯示鎳與銅在鍍層中的分布位置(與上圖比較)……………………………………...………64
圖5.13銅鎳鍍層中的成份分析………………………….65
圖5.14被抽出的裸光纖,其表面大致是光滑的……….66
圖5.15有少量殘存的鎳鍍層在裸光纖表面上………….67
圖5.16剝離的鍍層的正面圖,利用SEM分析左圖中鎳的分布位置………………………………………………….67
圖5.17剝離的鍍層外觀有如島嶼狀的外觀,放大圖,圖中鎳的分布位置圖……………………………………….68
表目錄
表一﹒ 化學銅浴的組成與操作條件……………………69
表二﹒ 化學鎳浴的組成與操作條件……………………70
表三﹒ 使用不同鍍液及不同製程條件下所得之結果…71
附件目錄
附件ㄧ﹒ 台灣麥特產品說明…………………………….72
附件二﹒ 台灣麥特產品說明………..…………………..78
參考文獻及附錄
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31. 實用電鍍理論與實際,p50,復漢出版社
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