From Wikipedia, the free encyclopedia
Křemenná vlákna jsou výrobky se zvýšeným obsahem oxidu křemičitého (SiO2).[1]
V závislosti na složení výchozí látky se dají křemenná vlákna rozdělit na dvě skupiny:
Výroba: Na vlákna z E skla se působí různými kyselinami (dusičná, sírová aj.), zbytek kyseliny se vypere, vlákna se osuší a navinou na cívky.
Vlastnosti: V textilii se může touto úpravou zvýšit obsah křemíku až na 99 %, výrobek snáší trvale teploty až 1200 °C, má hustotu 2,2 g/cm3, tažnou pevnost 70 kp/mm2, modul 6200–7200 kp/mm2 a v ostatních chemicko-fyzikálních vlastnostech se neliší od textilií z čistého křemíku.[3]
Použití: příze (17–272 tex), tkaniny (200–600 g/m2),[4] šňůry, stuhy, hadice.[5][3]
Vlákna s obsahem nad 99 % SiO2 se vyrábějí suchým zvlákňováním z vodnaté skloviny. Vlákna mají hustotu 2,2 g/cm3, tažná pevnost 70 kp/mm2, modul 6200–7200 kp/mm2. Používají se většinou jako příze (17–272 tex) např. na izolace drátů.[3]
„Ultračistá“ křemenná vlákna (99,99 SiO2) se vyrábějí z preformy tzv. bezkontejnerovou technologií.[6]Výrobky snášejí vysoké teploty (do 1090 °C), ultrafialové záření a radiaci světelných paprsků. Používají se většinou jako příze např. v kompozitech pro radomy na špicích letadel (ochrana proti poletujícím předmětům a proti statické elektřině).[1]
Preforma je skleněná trubice s průměrem 1–10 cm a délkou 1–2 m, která se používá pro přípravu ke zvlákňování u všech variant výroby vláken z čistého křemene. Do preformy pro optická vlákna se nanášejí dopovací látky (SiO4+BCl3, SiCl4+GeCl4 aj), kterými se po zahřátí dosáhne úprava úhlu zlomu světelných paprsků.[7][8]
Celosvětová výroba preform na optická vlákna byla v roce 2016 zaznamenána s cca 15 tisíci tun (½ v Číně), do roku 2021 se počítalo se zvýšením na dvojnásobek.[9]
„Skleněné“ optické vlákno pro přenos dat s pomocí světelných paprsků na větší vzdálenosti sestává z jádra, pláště a ochranného obalu. Jádro a plášť jsou z čistého SiO2, obal z umělého plastu, obvykle z polyakrylu.[10]
Do dutiny preformy se nanášejí dopovací plyny za současného zahřívání preformy posuvným hořákem až na 2000 °C. Preforma se taví, tavenina se protahuje tryskou, vzniklá vláknina (jádro) se obaluje pláštěm s kontrolovanou tloušťkou výsledného vlákna. V poslední fázi se na vlákno nanáší ochranná vrstva z plastické hmoty a výrobek se navíjí na cívku.[11]
Výrobní linka se staví vertikálně v celkové délce 6–7 metrů, odváděcí rychlost dosahovala na začátku 21. století 200–800 m/min.[12]
Podle možného použití hotového vlákna se přizpůsobuje v preformě způsob dopování (skokem nebo kontinuálně) a průměry jádra a pláště vlákna (jedno- nebo vícevidové).
Na nákresu vpravo je znázorněno (shora dolů): vícevidové vlákno dopované skokem – vlákno dopované kontinuálně (gradientní) – jednovidové vlákno.
Vícevidová vlákna se používají jen k přenosu dat na krátké vzdálenosti, jednovidová na vzdálenost několika desítek kilometrů.[13]
K hlavním parametrům patří: ztráta energie přenosem (u jednovidových vl. 0,2 dB/km = cca 4,5 % na km), numerická apertura, útlum, disperze.
Použití: optická komunikace, laser, ampliony, senzory.[14]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.