傳輸太陽能用PMMA-Ag泄漏型空芯光纖的制備與研究.pdf

1、近幾十年來，太陽能利用技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是由于太陽能資源固有的低密度性和間歇性，太陽能的廣泛應(yīng)用一直受到很大制約。研究和開發(fā)高效傳輸太陽能的特種光纖，并使其能夠進(jìn)行低損耗穩(wěn)定傳輸是進(jìn)行太陽能應(yīng)用的趨勢。 本文著重設(shè)計(jì)并制備了PMMA/Ag泄漏型空芯光纖，并對其制備工藝進(jìn)行了深入的研究。通過對電介質(zhì)/金屬泄漏型空芯光纖與金屬泄漏型空芯光纖傳輸特性的理論分析，選擇電介質(zhì)/金屬泄漏型空芯光纖作為傳輸太陽能的材料。 通

2、過分析選擇石英玻璃基管作為制備空芯光纖的基管材料，內(nèi)徑為1.0mm。通過理論推導(dǎo)與分析認(rèn)為：與其它的金屬材料相比，金屬銀的可見及近紅外反射率最高，因此金屬銀最適合用做制備空芯光纖的金屬薄膜層的材料；通過理論分析與比較幾種聚合物的性質(zhì)，確定選擇聚合物PMMA作為電介質(zhì)層材料；通過理論推導(dǎo)與計(jì)算確定了金屬與電介質(zhì)膜的最佳理論厚度，即銀膜為1.01μm，PMMA膜的厚度為54nm。 對銀薄膜的制備工藝及影響銀薄膜性能的因素如工藝設(shè)備、

3、預(yù)處理過程、反應(yīng)條件等進(jìn)行了研究。通過實(shí)驗(yàn)研究了SnCl<,2>溶液的敏化效果及機(jī)理，對毛細(xì)管確定了較好的清洗工藝和合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，最終確定了合適的制備方案與工藝。合適的溫度為15～20℃，溶液的pH值為10.0，反應(yīng)時(shí)間為10～15min，銀薄膜反射率在波長為450nm以后達(dá)到了80％以上。在石英玻璃毛細(xì)管內(nèi)沉積銀薄膜時(shí)銀氨溶液與還原液的流速為10ml/min，制得的銀薄膜質(zhì)量較好。 對PMMA薄膜的制備工藝及影響因素如PMM

4、A溶液的濃度、提拉速度、提拉次數(shù)等進(jìn)行了研究，確定了合適的PMMA薄膜制備工藝，PMMA溶液濃度為0.25％，流速為6ml/min，反應(yīng)時(shí)間為20s。 對制備的PMMA/Ag泄漏型空芯光纖的傳輸性能進(jìn)行測試和分析發(fā)現(xiàn)，該芯光纖的損耗為4.14dB/m，其彎曲損耗比直傳損耗大，且隨著彎曲角度的增加，其損耗越來越大，這與電介質(zhì)/金屬型空芯波導(dǎo)的傳輸理論是一致的。同時(shí)，PMMA/Ag泄漏型空芯光纖的傳輸穩(wěn)定性較好，是一種有前景的高能傳