Re-revestir uma casca em um grating nu pode restaurar sua força original?
1. Conclusão Principal
Não é possível recuperar totalmente.
A redeposição secundária (recobertura) em grades nuas não consegue restaurar completamente a resistência mecânica limite da fibra em seu estado de fábrica (ou seja, a fibra original antes da remoção do revestimento, ou uma grade formada online na torre de trefilação).
2. Análise dos Princípios Físicos e de Engenharia
Para entender por que a resistência não pode ser totalmente recuperada, é necessário analisar a Mecânica da Fratura da fibra e as mudanças no estado superficial durante o processo de fabricação da grade:
① Geração Irreversível de Microfissuras Superficiais (Teoria de Griffith)
Quando as fibras ópticas padrão são trefiladas em uma torre de trefilação, a superfície da casca de sílica fundida (SiO_2) a temperaturas extremamente altas é imediatamente revestida com uma camada de revestimento primário (geralmente poliacrilato) no momento do resfriamento em um ambiente limpo. Isso garante que a superfície da fibra esteja quase livre de erosão por umidade ou arranhões físicos, resultando em uma resistência à tração limite extremamente alta.
No entanto, durante a fabricação de grades de fibra óptica (FBG), o revestimento original na área de gravação deve ser removido (por remoção térmica, mecânica ou química). Durante o processo de remoção do revestimento, hidrogenação, fixação e gravação a laser ultravioleta (UV), a superfície exposta de sílica entra inevitavelmente em contato com a umidade e micropartículas no ar, e sofre microcontatos físicos.
De acordo com a Teoria de Griffith para fratura frágil, a resistência à fratura \sigma_f de um meio vítreo depende principalmente da profundidade máxima a das microfissuras internas e superficiais, satisfazendo a seguinte relação:
\sigma_f = \frac{K_{IC}}{Y \sqrt{a}}
Onde K_{IC} é a tenacidade à fratura e Y é o fator de forma geométrica. Os pequenos defeitos gerados durante a remoção do revestimento e a gravação aumentam a, levando a uma queda irreversível e drástica na resistência à tração limite.