单晶光纤制备及高温传感器研究进展
2021-11-03贾志泰陶绪堂
人工晶体学报 2021年9期
王 涛,贾志泰,李 阳,张 健,陶绪堂
(山东大学晶体材料国家重点实验室,晶体材料研究所,济南 250100)
0 引 言
单晶光纤,又称为“晶体纤维”,是一种具有纤维结构和波导特性的“准一维”功能晶体材料。其结合了传统玻璃光纤大长径比的结构特点以及体块晶体优异的物理和化学性能,在高功率激光、高能射线探测、高温传感、信息通信等众多领域都有着广泛的应用前景[1-2]。1914年,Andrade[3]首次从熔体中成功制备金属纤维,拉开了单晶光纤的研究序幕,随后,Czochralski[4]和Gomperz[5]分别使用提拉法与导模法于1918年和1922年获得了单晶金属纤维。20世纪70年代以来,随着激光加热基座技术及微下拉技术的不断发展与进步,单晶光纤制备体系趋于多元化,单晶光纤的研究也迎来了“百花齐放、百家争鸣”的黄金时期[6-8]。
近年来,航空航天、核工业以及先进制造业的飞速发展,对高温传感器的发展提出了新的要求。在航空航天发动机研制、化石能源生产以及核能利用过程中,常常伴有高温、高压、强氧化、强辐射、强腐蚀以及强电磁干扰等恶劣环境,常规传感器难以满足恶劣环境中的测温需求[9-12]。现阶段常用的测温技术,可以分为接触式与非接触式测温技术。高温热电偶是目前工业领域应用最为广泛的接触型测温技术,其制备工艺成熟、测温精度高、响应速度快,且拥有较宽的测温范围,其中钨铼5-钨铼26型热电偶可以实现2 000 ℃以上的温度探测[13]。然而,热电偶所使用的材料大多为贵金属材料或合金,在高温强氧化性或强腐蚀性环境中极易损坏,影响热电偶使用寿命及测温精度[14]。……
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