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光缆中的光纤为什么怕水?

科普小知识2022-07-09 15:09:20
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形成光缆时,对光纤的保护有两个要求:一是光纤受力较小;第二,光纤应该是防水的。

光缆的最外层是塑料护套,内层是金属护套,内层是遇水膨胀的阻水层。缆芯上涂有药膏和光纤。光纤有四个防水门,即塑料护套、金属护套、阻水层和油膏。为什么光纤这么怕水?为什么家里的水族箱玻璃和窗户玻璃与水和防水如此不同?

光纤怕水的原因是光纤是由玻璃(Si04)硅氧四面体相互连接而成的,如图1所示。在硅氧硅网络中,氧原子以桥氧的形式存在。然而,在有水的环境中,玻璃表面在吸收水蒸气后缓慢地经历水解反应,从而导致原始网络-硅-氧-硅-1中的硅-氧键断裂,桥氧变成非桥氧,如图2所示。结果,玻璃裂缝和裂缝继续增长。

不管是水族箱玻璃、窗户玻璃还是玻璃纤维,他们都怕水。不同之处在于水族箱玻璃和窗户玻璃非常厚,厚度分别为3毫米、5毫米和10毫米。即使有0.05毫米的裂缝,玻璃的强度也不会受到影响,肉眼看不到任何变化。光纤玻璃是不同的。光纤玻璃的直径只有0.125毫米,和发丝一样厚。如果有0.05毫米的裂纹,光纤的直径将保持在0.075毫米,因此光纤极易断裂。这就是为什么水族箱玻璃和窗户玻璃不怕水,而玻璃纤维怕水。