摘要
将光纤作为高温应变传感器应用到高温设备的安全监测是目前的研究热点。传感器在高温使用过程中，易发生断裂，从而影响其使用寿命，因此，研究光纤本身在高温下的力学性能，对于光纤高温传感器使用的稳定性和寿命预测，具有重要的意义。本课题以裸光纤在高温环境下的机械强度性能为研究目标，设计高温光纤拉伸试验系统，并设计试验方案，测试不同温度、不同拉伸速率条件下光纤的断裂性能，从断裂强度和表面状态出发研究光纤高温下的断裂机理，为后期的高温光纤传感器的研究开发提供理论力学基础。试验结果表明，设计的光纤高温拉伸试验系统能够较好地完成光纤在高温下的拉伸试验。光纤在高温下的断裂强度较常温有了一定程度的衰减，随着温度的提高，强度不断降低;在常温和300℃下，随着拉伸速度的提高，光纤的断裂强度不断降低，而在540℃条件下，随着拉伸速度的提高，光纤的断裂强度反而有所增加。 同时，本论文对于退火光纤本身的断裂强度进行了试验，阐述了退火光纤的退火工艺，并测定其断裂强度。结果表明，退火光纤的强度发生了极大的衰减，在拉伸速度为30mm/min时，其断裂强度为101.7MPa，相比较常温下的裸光纤的断裂强度下降了97.8％。通过对其表面微观形貌的观察，分析其原因是高温下光纤材料发生了析晶作用，在退火时，析晶层产生了大量的裂纹，这会显著地影响光纤的断裂强度。
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