Tóm tắt: Những ưu điểm của cáp quang khiến việc sử dụng nó trong lĩnh vực truyền thông ngày càng được mở rộng. Để thích ứng với các môi trường khác nhau, việc gia cường thường được thêm vào trong quá trình thiết kế cáp quang nhằm đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Bài báo này chủ yếu giới thiệu những ưu điểm của sợi thủy tinh (tức là sợi thủy tinh gia cường) khi được sử dụng để gia cường cáp quang, đồng thời giới thiệu ngắn gọn cấu trúc và hiệu suất của cáp quang được gia cường bằng sợi thủy tinh, và phân tích ngắn gọn những khó khăn trong việc sử dụng sợi thủy tinh.
Từ khóa: cốt thép, sợi thủy tinh
1. Mô tả bối cảnh
Sự ra đời và phát triển của truyền thông cáp quang là một cuộc cách mạng quan trọng trong lịch sử viễn thông. Truyền thông cáp quang đã thay đổi phương thức liên lạc truyền thống, cho phép truyền thông tốc độ cao và dung lượng lớn mà không bị nhiễu từ trường. Với sự phát triển không ngừng của cáp quang và công nghệ truyền thông, công nghệ truyền thông cáp quang cũng đã được cải thiện đáng kể. Cáp quang với mọi ưu điểm đã giúp phạm vi sử dụng trong lĩnh vực truyền thông ngày càng được mở rộng. Hiện nay, cáp quang với tốc độ phát triển nhanh chóng và phạm vi ứng dụng rộng rãi đã thâm nhập vào nhiều lĩnh vực của truyền thông có dây và trở thành phương thức liên lạc chính của truyền thông hiện đại, tác động ngày càng sâu rộng đến đời sống xã hội.
2. Ứng dụng và các loại cốt thép phổ biến nhất
Để thích ứng với các môi trường khác nhau, vật liệu gia cường tương ứng thường được thêm vào trong quá trình thiết kế cáp hoặc cấu trúc cáp được thay đổi để đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Vật liệu gia cường cáp quang có thể được chia thành gia cường kim loại và gia cường phi kim loại. Các bộ phận gia cường kim loại chính là dây thép, băng nhôm với nhiều kích cỡ khác nhau, v.v., các bộ phận gia cường phi kim loại chủ yếu là FRP, KFRP, băng chống thấm nước, aramid, sợi buộc, sợi thủy tinh, v.v. Do độ cứng và độ bền cao của gia cường kim loại, nó chủ yếu được sử dụng trong môi trường xây dựng và sử dụng có yêu cầu cao về lực căng dọc trục, chẳng hạn như lắp đặt trên không ngoài trời và đường ống, chôn trực tiếp và các trường hợp khác. Các bộ phận gia cường phi kim loại do có nhiều chủng loại nên đảm nhiệm các vai trò khác nhau. Vì gia cường phi kim loại tương đối mềm và có độ bền kéo nhỏ hơn so với gia cường kim loại, nên nó có thể được sử dụng trong nhà, trong các tòa nhà, giữa các tầng hoặc được gắn vào cáp quang gia cường kim loại khi có nhu cầu đặc biệt. Đối với một số môi trường đặc biệt, chẳng hạn như môi trường dễ bị chuột phá hoại như đã đề cập ở trên, cần có các vật liệu gia cường đặc biệt để đáp ứng không chỉ các ứng suất dọc trục và ngang cần thiết, mà còn cả các tính năng bổ sung, chẳng hạn như khả năng chống gặm nhấm. Bài báo này giới thiệu ứng dụng của sợi thủy tinh làm vật liệu gia cường trong cáp kéo RF, cáp bướm ống và cáp chống chuột.
3. Sợi thủy tinh và những ưu điểm của nó
Sợi thủy tinh là một loại vật liệu kỹ thuật mới, có các đặc tính tuyệt vời như không cháy, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, hút ẩm, độ giãn dài, v.v., cũng như các đặc tính điện, cơ học, hóa học và quang học, do đó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Sợi thủy tinh có thể được chia thành hai loại: sợi không xoắn và sợi xoắn, thường được sử dụng để sản xuất cáp quang.
Sợi thủy tinh dùng làm vật liệu gia cường cho cáp quang có những ưu điểm sau:
(1) Trong trường hợp yêu cầu về độ bền kéo, thay vì sử dụng aramid, sợi thủy tinh có thể cấu thành các phần tử chịu kéo của cáp quang, vừa kinh tế vừa khả thi. Aramid là một loại sợi tổng hợp công nghệ cao mới, có ưu điểm là độ bền cực cao, mô đun cao và khả năng chịu nhiệt cao. Giá của aramid khá cao, điều này cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí của cáp quang. Sợi thủy tinh có giá khoảng 1/20 so với aramid, và các chỉ số hiệu suất khác không khác biệt nhiều so với aramid, vì vậy sợi thủy tinh có thể được sử dụng để thay thế aramid, và hiệu quả kinh tế tốt hơn. Bảng so sánh hiệu suất giữa aramid và sợi thủy tinh được thể hiện ở bảng dưới đây.
Bảng so sánh hiệu năng của sợi aramid và sợi thủy tinh.
(2) Sợi thủy tinh không độc hại, không bắt lửa, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, độ giãn thấp, ổn định về mặt hóa học và đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của cáp quang như RoHS. Sợi thủy tinh cũng có khả năng chống mài mòn và ăn mòn, giữ nhiệt và cách điện tốt hơn. Điều này đảm bảo cáp quang có thể hoạt động bình thường ở nhiệt độ cao hoặc thấp và có thể thích ứng với môi trường khắc nghiệt hơn. Tính chất cách điện giúp cáp quang chống lại sét đánh hoặc nhiễu điện từ khác, có thể được sử dụng rộng rãi trong cáp quang hoàn toàn cách điện.
(3) Cáp quang chứa sợi thủy tinh có thể làm cho cấu trúc cáp nhỏ gọn và tăng cường độ bền kéo và nén của cáp.
(4) Sợi thủy tinh chống thấm là một trong những cách tốt nhất để ngăn nước trong cáp quang. Hiệu quả chống thấm của sợi thủy tinh chống thấm tốt hơn so với sợi aramid chống thấm, có tỷ lệ trương nở hấp thụ là 160%, trong khi sợi thủy tinh chống thấm có tỷ lệ trương nở hấp thụ là 200%. Nếu tăng lượng sợi thủy tinh, hiệu quả chống thấm sẽ còn vượt trội hơn nữa. Đây là cấu trúc chống thấm khô, không cần phải lau keo dầu trong quá trình nối, thuận tiện hơn cho việc thi công và phù hợp hơn với các yêu cầu về môi trường.
(5) Sợi thủy tinh làm cấu trúc gia cường của cáp quang có độ linh hoạt tốt, có thể loại bỏ nhược điểm của cáp quang quá cứng và khó uốn cong do gia cường, mang lại sự thuận tiện cho mọi khía cạnh sản xuất và lắp đặt. Nó ít ảnh hưởng đến hiệu suất uốn cong của cáp quang và bán kính uốn cong có thể lên tới 10 lần đường kính ngoài của cáp, phù hợp hơn với môi trường lắp đặt phức tạp.
(6) Mật độ của sợi thủy tinh là 2,5g/cm3, cáp quang có sợi thủy tinh làm cốt thép có trọng lượng nhẹ, giảm chi phí vận chuyển.
(7) Sợi thủy tinh cũng có khả năng chống chuột tốt. Ở nhiều cánh đồng và vùng núi ở Trung Quốc, thảm thực vật thích hợp cho chuột sinh sống, và mùi đặc trưng có trong lớp vỏ nhựa của cáp quang dễ thu hút chuột gặm nhấm, do đó đường dây cáp thông tin thường bị chuột cắn trong một số trường hợp và ảnh hưởng đến chất lượng thông tin liên lạc, và trong trường hợp nghiêm trọng, nó thậm chí có thể dẫn đến việc chấm dứt mạng lưới thông tin liên lạc đường trục và gây thiệt hại đáng kể cho xã hội. Ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp chống chuột thông thường và phương pháp chống chuột bằng sợi thủy tinh được so sánh trong bảng sau.
6. Kết luận
Tóm lại, sợi thủy tinh không chỉ có hiệu suất tuyệt vời mà còn có giá thành thấp, chắc chắn sẽ trở thành vật liệu gia cường cáp quang được sử dụng ngày càng rộng rãi, giúp giảm chi phí sản xuất cho các nhà sản xuất cáp quang và đáp ứng tốt hơn các nhu cầu khác nhau của khách hàng trong và ngoài nước.
Thời gian đăng bài: 09/07/2022