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Dans des conditions de température extrême allant jusqu’à 500\ ^\circ\text{C}, voire 700\ ^\circ\text{C}, le revêtement doré (plaquage d’or) ne fondra pas, et le verre nu de la fibre optique (matrice de silice) ne subira aucun dommage structurel.
Voici une analyse rigoureuse sous l’angle de la physique et de la science des matériaux :
1. État du revêtement d’or (plaquage) à haute température
- Point de fusion extrêmement élevé : Le point de fusion de l’or pur (\text{Au}) est d’environ 1064.18\ ^\circ\text{C}. Aux températures comprises entre 500\ ^\circ\text{C} et 700\ ^\circ\text{C}, la température de fonctionnement est bien inférieure au point de fusion de l’or. Par conséquent, le revêtement d’or reste dans un état métallique solide stable et ne fondra absolument pas.
- Excellente stabilité chimique : L’or est un métal inerte extrêmement peu réactif. Dans l’air à 700\ ^\circ\text{C}, il réagit très peu avec l’oxygène, contrairement aux métaux comme le cuivre ou l’aluminium qui s’oxydent et s’écaillent rapidement. Cela lui permet de protéger continuellement le verre interne.
2. État du verre (dioxyde de silicium) à haute température
- Stabilité thermique extrêmement élevée : Le composant principal des fibres optiques en quartz est le verre de dioxyde de silicium (\text{SiO}_2) de haute pureté. La température de transition vitreuse (T_g) de la silice se situe généralement entre 1100\ ^\circ\text{C} et 1200\ ^\circ\text{C}, et sa température de ramollissement dépasse 1600\ ^\circ\text{C}.
- Absence de dommages structurels : À 500\ ^\circ\text{C} ou 700\ ^\circ\text{C}, le verre de quartz reste dans un état solide rigide et ne s’adoucit, ne fond ni ne se déforme. Tant qu’aucune force externe ne provoque d’étirement, de flexion excessive ou de corrosion par des impuretés, la structure mécanique et optique de la matrice de verre reste intacte et ne sera pas endommagée.
3. Pourquoi un « revêtement d’or » est-il indispensable à très haute température ?
Dans des conditions normales, les revêtements de surface des fibres optiques sont généralement en polymères (comme l’acrylate). Cependant, ces polymères subissent une carbonisation et une combustion sévères à des températures comprises entre 300\ ^\circ\text{C} et 400\ ^\circ\text{C}.
Une fois le revêtement brûlé, le verre de dioxyde de silicium exposé absorbe facilement des traces d’humidité de l’air et développe des micro-fissures (corrosion sous contrainte), rendant la fibre optique extrêmement fragile. La moindre perturbation ou vibration peut alors provoquer une rupture fragile instantanée.
Le revêtement d’or, appliqué par un procédé de métallisation étroitement adhérant à la surface du verre, empêche non seulement la corrosion du dioxyde de silicium par l’humidité ambiante, mais assure également une protection mécanique fiable à la fibre optique jusqu’à 700\ ^\circ\text{C}, maintenant ainsi sa résistance à la traction mécanique.
Produits Spécialisés Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)
Pour répondre aux besoins de tests à ultra-haute température dans les domaines industriels et de la recherche, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) propose des produits spécialisés haut de gamme basés sur des procédés de métallisation, conçus pour remplacer les fibres optiques polymères traditionnelles fragiles dans les environnements à haute température :
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Fibres optiques spécialisées : OFSCN® Gold-coated Optical Fiber
- Plage de température de fonctionnement : Fibre optique monomode dorée de -270\ ^\circ\text{C} à 700\ ^\circ\text{C}, fibre optique multimode dorée de -270\ ^\circ\text{C} à 650\ ^\circ\text{C}.
- Dimensions structurelles : Diamètre du cœur/de la gaine de 9/125\ \mu\text{m} (monomode) ou 50/125\ \mu\text{m} (multimode), diamètre extérieur du revêtement (or) de 155\ \mu\text{m}.
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Cordons fibre optique haute température : OFSCN® 700℃ Fiber Optic Patch Cord
- Plage de température de fonctionnement : -270\ ^\circ\text{C} à 700\ ^\circ\text{C}.
- Forme de l’encapsulation : Protection scellée par un tube en acier inoxydable sans soudure de 0.9\ \text{mm}, livré par défaut avec des connecteurs haute température FC/APC, adapté aux environnements industriels difficiles à haute température et haute pression.
