Allerton Press

Các lớp phủ polyimide hiện tại cung cấp những tính chất hiệu suất cao nhất cho sợi thạch anh. Mục đích của nghiên cứu này là xác định độ bền, độ cứng, sự mỏi động, thời gian hoạt động và khả năng kháng nứt của sợi quang được phủ polyimide. Giới hạn độ bền của sợi được xác định bởi độ kéo trục qua khoảng cách giữa các đầu kéo 500 mm là 4.8–6.0 GPa với tốc độ tải trọng từ 10–500 mm/phút. Các đường cong phân phối Weibull được vẽ trên các tọa độ liên quan tới xác suất thất bại với độ bền, chiều dài sợi, và tham số mô tả độ bền tối đa. Tham số mỏi động n được tìm thấy, mà về mặt lý thuyết tương ứng với độ dốc tiếp tuyến tan α = 1/(1 + n) trong tọa độ logarit kép. Giá trị độ cứng và khả năng kháng nứt của sợi thạch anh được đo bằng phương pháp in dấu. Khả năng kháng nứt K1c được tính toán theo sự phụ thuộc bán thực nghiệm của Niihara, kết nối kích thước in dấu, chiều dài nứt xuyên tâm và khả năng kháng nứt. Chiều dài nứt ban đầu được tính toán và kích thước của khuyết tật đặc trưng được xác định bằng kỹ thuật hiển vi điện tử quét. Phân tích nhiệt trọng cho thấy rằng sợi được phủ polyimide duy trì độ ổn định nhiệt lên tới 450°C. Thời gian sử dụng của sợi quang được xác định dựa trên dữ liệu mỏi động, và nó ít nhất là 25 năm dưới tải trọng 0.2 GPa. Sự chênh lệch lớn hơn giữa mức độ bền thấp và bền cao trong các thử nghiệm kéo các đoạn sợi, thì tham số phân phối m mô tả độ bền tối đa của sợi quang càng cao. Giá trị của tham số này đặc trưng cho chất lượng sợi: m = 50–100 cho sợi được phủ và m = 1–5 cho sợi không được phủ.