[发明专利]将光纤光栅嵌入金属基体制成耐高温智能金属结构的方法

摘要

一种将光纤光栅嵌入金属基体制成耐高温智能金属结构的方法，先将光纤光栅进行化学镀结合电镀对其进行金属化保护，然后采用化学镀结合电镀的方法将光纤光栅嵌入到已在金属基体表面加工的半圆形凹槽内。其中，化学镀电镀前均分别将金属板无需镀层的表面粘上绝缘胶布，通过控制电镀时间，使光纤光栅完全嵌入金属基体。对嵌入光纤光栅部分多余凸起的电镀层进行打磨，使其形成完整平面，金属板恢复加工半圆形凹槽之前的形貌。本发明采用的化学镀结合电镀的方法是在常温或低温下进行的，对光纤光栅在嵌入过程中的损坏小；嵌入基体后的光纤光栅抗高温、抗弯折的能力得到提高，为智能结构的广泛应用提供了技术支持。

主权项

一种将光纤光栅嵌入金属基体制成耐高温智能金属结构的方法，其特征是：(1)取一根光纤光栅，光纤光栅成栅部分为裸光栅,表面无任何保护层；在25～35℃温度下对其在敏化液中进行敏化，再在活化液中活化，时间分别为10～20min；然后对其化学镀后进行电镀，根据金属材料的结构尺寸确定镀层厚度为20‑50μm；所述化学镀层和电镀层分别是铜镀层或镍镀层；(2)取一块矩形金属板,在需要嵌入光纤光栅的表面铣削一条直径为0.5‑1.0mm半圆形凹槽；(3)对已加工半圆形凹槽的金属板进行镀前预处理，将金属板无需镀层的表面粘上绝缘胶布，将金属化光纤光栅的光栅部位放入半圆形凹槽,并用胶布把光纤光栅的尾纤一侧靠近半圆形凹槽部分与金属板紧密结合固定在一起，之后将金属板水平放置装有化学镀液的容器,半圆形凹槽朝上，化学镀是化学镀铜或化学镀镍，用恒温水箱根据不同镀层的化学镀工艺设定控制化学镀环境温度：化学镀铜温度为20～30℃；化学镀镍温度为85～90℃，化学镀时间为3～6h，形成厚度为5～8μm的化学镀层，使光纤光栅与金属板紧密结合固定并连通导电；(4)将化学镀后的金属板取出，取下绝缘胶布，换新的绝缘胶布重新粘在金属板无需镀层的表面，进行电镀铜或电镀镍，根据不同镀层的电镀工艺设定电流大小：电镀铜温度为20～30℃，电流大小为1～3mA；电镀镍温度为18～45℃，电流大小为6～8mA，电镀时间20～30h，使光纤光栅完全嵌入金属基体；(5)对嵌入光纤光栅部分凸起的电镀层进行打磨，使其形成完整平面，金属板恢复铣削弧形微型槽之前的形貌。