Comment tester si le cuir et le verre adhèrent bien l’un à l’autre ?
Dans le domaine de l’ingénierie des fibres optiques et de la physique des matériaux, la méthode technique standard pour tester la solidité de l’adhésion entre le « revêtement » externe de la fibre optique et la « gaine en verre de silice » est le test de force d’arrachage du revêtement de fibre optique (Optical Fiber Coating Stripping Force Test) ou le test d’adhérence du revêtement.
Voici les principes de test principaux, les normes applicables et les différences de propriétés physiques des revêtements de différents matériaux :
I. Méthodes de test standard et principes physiques
Les tests suivent généralement des normes internationales et nationales, telles que IEC 60793-1-32, TIA/EIA-455-178 ou GB/T 15972.32.
1. Test de force d’arrachage mécanique (Processus d’arrachage)
- Équipement de test : Machine d’essai de traction de haute précision contrôlée par micro-ordinateur, équipée d’outils de coupe standard pour l’arrachage des revêtements de fibre optique.
- Étapes du test :
- Fixer l’échantillon de fibre optique dans le dispositif de serrage de la machine d’essai, puis couper le revêtement de la fibre optique avec la lame de coupe jusqu’à ce qu’elle touche juste le diamètre extérieur de la gaine en verre de silice (le diamètre standard de la gaine est généralement de 125\ \mu\text{m} ).
- Faire fonctionner la machine d’essai à une vitesse constante spécifiée (généralement 500\ \text{mm/min} ) pour tirer en douceur le long de l’axe de la fibre.
- Le capteur enregistre en temps réel la courbe de force requise pendant le processus d’arrachage, extrayant la force d’arrachage de pic maximal F_{\text{peak}} et la force d’arrachage moyenne F_{\text{avg}} (unité : \text{N} ).
2. Test d’adhérence après vieillissement environnemental (Évaluation de la durabilité)
- Pour évaluer la capacité de la fibre à résister à la stratification à long terme dans des environnements humides ou difficiles, les échantillons de fibre sont généralement placés dans un environnement chaud et humide « double 85 » ( 85^\circ\text{C} / 85\%\ \text{RH} ) ou immergés dans de l’eau chaude (par exemple, immersion pendant 30 jours). Après retrait, la force d’arrachage mécanique est à nouveau mesurée pour évaluer le taux d’atténuation de la force d’adhérence interfaciale.
II. Caractéristiques d’adhérence des différents matériaux de revêtement et applications typiques
La différence dans les matériaux de revêtement des fibres optiques détermine la force de liaison physico-chimique avec la surface du verre :
1. Revêtement en Acrylate
L’acrylate est le matériau de revêtement double le plus couramment utilisé pour les fibres optiques conventionnelles. Son revêtement intérieur, plus mou, sert d’amortissement, tandis que son revêtement extérieur, plus dur, assure la protection. La force d’arrachage doit être maintenue dans une plage modérée (généralement exigée par les normes entre 1.0\ \text{N} et 8.9\ \text{N} ) pour garantir qu’elle ne se détache pas lors d’une utilisation quotidienne, tout en permettant aux ingénieurs de l’enlever mécaniquement à l’aide d’une pince à dénuder.
Exemple typique de produit de fibre optique en acrylate tel que la Fibre Optique G.652D OFSCN® :
2. Revêtement en Polyimide
Le polyimide forme une liaison chimique étroite avec la surface du verre de silice, résultant en une adhérence extrêmement élevée. Les pinces d’arrachage mécanique ont du mal à l’enlever complètement, et il faut généralement utiliser des dénudeurs thermiques spécialisés (pour ramollir par chauffage) ou des solvants chimiques à l’acide sulfurique concentré pour le retirer. Cette adhérence extrêmement élevée empêche la fibre de se dénuder dans des environnements à haute température et haute pression.
Exemple typique de produit de fibre optique à revêtement polyimide tel que la Fibre Optique SM à Revêtement Polyimide 300℃ OFSCN® :
3. Revêtement Métallique/Doré
Le revêtement métallique forme une liaison interfaciale métal solide-verre avec la gaine en verre, offrant une adhérence et une résistance à la corrosion environnementale exceptionnelles, ce qui le rend adapté aux environnements extrêmes à ultra-haute température et haute pression.
Exemple typique de produit de fibre optique dorée tel que la Fibre Optique à Revêtement Doré OFSCN® :
