CN102718480A - 陶瓷插芯体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及先进陶瓷材料制备技术领域，同时涉及光通信技术领域，尤涉及一种复合掺杂钇、铈等稀土元素的氧化锆基材料的陶瓷插芯体，所述陶瓷插芯体为掺杂钇、铈等稀土元素的氧化锆基材。该复合掺杂钇、铈等稀土元素的氧化锆基材料的陶瓷插芯体，增强了氧化锆材料对相转变的抵抗性，结构精密，有效地提高了产品的可靠性，具有接续质量高、抗老化性能好，环境适应性强等显著特点；采用该插芯体的现场组装式光纤活动连接器，不仅可以实现光纤的同轴对接和比塑料制品优良的表面光洁度，而且克服了塑料材质接续时容易产生刮屑的特点，抗老化性能好，光纤对接后插入损耗小，回波损耗高，接续质量好。

Description

陶瓷插芯体
技术领域
本发明涉及先进陶瓷材料制备技术领域，同时涉及光通信技术领域，尤涉及一种复合掺杂钇、铈等稀土元素的氧化锆基材料的陶瓷插芯体。
背景技术
近几年来随着光通信产业的发展、国家政策的推行，我国的FTTH（光纤到户）从开始的试点工程到现在的规模部署，得到了飞速发展。“最后一公里”光纤接入的解决方案各式各样，包括预埋光纤型现场组装光纤活动连接器、直通型现场组装光纤活动连接器、热熔型连接器等等。预埋光纤型现场组装光纤活动连接器凭借其操作简单，施工速度快、对操作环境无特殊要求、无需电源施工、工具简单，易携带等诸多优点，在光纤到户“最后一公里”解决方案中占据很大的比例。
目前绝大部分预埋光纤型现场组装光纤活动连接器的光纤对接点设置在塑料V型槽中，然而塑料材料经过长时间服役后会老化变形，或者在恶劣环境中材料性能发生变化，导致对接损耗变大或对接失效。另外，塑料V型槽的精度也无法满足光纤在微米级的对接要求。这些产品在服役1-2年后失效率很高。
为改善上述不足，现有技术将光纤对接点设置在陶瓷插芯体的内孔中，利用陶瓷插芯的高精度内孔实现光纤的同轴对接。而目前的陶瓷插芯体材料一般是单一钇掺杂氧化锆基材料，该材料随着使用时间的推移，本身会发生结构变化（从四方相向单斜相转变），伴随着相结构的变化，晶粒也随着变粗变大，这会导致表面光洁度差，从而引起光纤穿入内孔不顺畅，或者导致对接光纤横向偏移引起插入损耗变大或失效。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提供了一种复合掺杂钇、铈等稀土元素的氧化锆基材料的陶瓷插芯体，增强了氧化锆材料对相转变的抵抗性，有效地提高了产品的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种陶瓷插芯体，其特征在于：所述陶瓷插芯体为掺杂稀土元素的氧化锆基材，所述的稀土元素为镧系元素、钇及钪中的一种或几种。其中，镧系元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。
优选地，所述的稀土元素为钇、铈，即所述的陶瓷插芯体为复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材。
优选地，所述复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材的材料组成为（Ce1-x-yYyZrx）O2 + m（wt%）Al2O3，其中，x=0.30～0.97mol，y=0.05～0.80mol，m=0～10wt%。
进一步地，所述Al2O3的添加量以钇、铈复合掺杂氧化锆的总质量为基准。
可选地，所述复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材中，铝元素的引入还包括除Al2O3形式以外的铝盐。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明复合掺杂钇、铈等稀土元素的氧化锆基材料的陶瓷插芯体，增强了氧化锆材料对相转变的抵抗性，结构精密，有效地提高了产品的可靠性，具有接续质量高、抗老化性能好，环境适应性强等显著特点。
本发明采用该插芯体的现场组装式光纤活动连接器，光纤对接点设在连接器陶瓷插芯体的高精度内孔中，不仅可以实现光纤的同轴对接和比塑料制品优良的表面光洁度，而且克服了塑料材质接续时容易产生刮屑的特点，环境适应性强、抗老化性能好，光纤对接后插入损耗小，回波损耗高，接续质量好。
附图说明
图1为以铈、钇等稀土元素复合掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器陶瓷插芯体老化处理前的SEM照片；
图2为以铈、钇等稀土元素复合掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器陶瓷插芯体老化处理后的SEM照片；
图3为以单一钇元素掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器插芯老化处理前的SEM照片；
图4为以单一钇元素掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器插芯老化处理后的SEM照片；
图5是现场组装式光纤活动连接器在陶瓷插芯体的内孔中实现光纤对接的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1至图5所示为本发明陶瓷插芯体的实施例，该陶瓷插芯体为掺杂稀土元素的氧化锆基材，稀土元素为镧系元素、钇及钪中的一种或几种。本实施例中，陶瓷插芯体为复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材，复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材的材料组成为（Ce1-x-yYyZrx）O2 + m（wt%）Al2O3，其中，x=0.30～0.97mol，y=0.05～0.80mol，m=0～10wt%，Al2O3的添加量以钇、铈复合掺杂氧化锆的总质量为基准。
采用该陶瓷插芯体的现场组装式光纤活动连接器，包括陶瓷插芯体1，该陶瓷插芯体1为掺杂稀土元素的氧化锆基材，稀土元素为镧系元素、钇及钪中的一种或几种。其中，陶瓷插芯体1内设有放置预埋光纤2的内孔，内孔中设有光纤对接点3。本实施例中，陶瓷插芯体1为复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材。
如图5所示，1为陶瓷插芯体，2为预埋光纤，3为光纤对接点，4为接入光纤。
从图1至图4的照片可以清晰看到，在未经老化处理之前，无论是以铈、钇等稀土元素复合掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器陶瓷插芯体，还是以单一钇元素掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器陶瓷插芯体，均同样具有致密、晶粒精细切大小均匀的显微结构。但经过老化处理后，以单一钇元素掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器陶瓷插芯体，其显微结构明显发生了变化，部分区域晶粒尺寸长大粗化，甚至出现裂纹；而以铈、钇等稀土元素复合掺杂的氧化锆基材料制成的现场组装式光纤活动连接器陶瓷插芯体，其显微结构基本维持了老化前的状态。

Claims (5)

1.一种陶瓷插芯体，其特征在于：所述陶瓷插芯体为掺杂稀土元素的氧化锆基材，所述的稀土元素为镧系元素、钇及钪中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的陶瓷插芯体，其特征在于：所述的陶瓷插芯体为复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材。
3.根据权利要求2所述的陶瓷插芯体，其特征在于：所述复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材的材料组成为（Ce1-x-yYyZrx）O2 + m（wt%）Al2O3，其中，x=0.30～0.97mol，y=0.05～0.80mol，m=0～10wt%。
4.根据权利要求3所述的陶瓷插芯体，其特征在于：所述Al2O3的添加量以钇、铈复合掺杂氧化锆的总质量为基准。
5.根据权利要求2所述的陶瓷插芯体，其特征在于：所述复合掺杂钇、铈稀土元素的氧化锆基材中，铝元素的引入还包括除Al2O3形式以外的铝盐。
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