一種導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)電光纖金屬鍍膜裝置，屬醫(yī)用光學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研宄和臨床應(yīng)用中，人們已經(jīng)開始使用激光，觸發(fā)神經(jīng)產(chǎn)生神經(jīng)沖動。與傳統(tǒng)的電流觸發(fā)相比，激光具有良好的方向性，能提供優(yōu)異的空間選擇性。
[0003]目前神經(jīng)科學(xué)研宄和臨床上主要使用高導(dǎo)電性的金屬電極，例如鉑(白金)電極。這種電極雖然具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，但是無法導(dǎo)光。要想獲得良好的導(dǎo)光性能，一般需要使用光纖。而光纖是由玻璃制成的用于光傳導(dǎo)的纖維，被廣泛應(yīng)用于通訊、醫(yī)學(xué)、傳感測量等領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)是一種細(xì)長多層同軸圓柱形實(shí)體復(fù)合纖維，自內(nèi)向外一般分為:纖芯一包層一涂覆層一護(hù)套。但是普通的光纖不導(dǎo)電。
[0004]在光纖外皮層鍍上一層導(dǎo)電介質(zhì)，比如金屬薄膜，則可以使光纖具有普通電極一樣的導(dǎo)電性能。目前，現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用濺射鍍膜法、物理氣象沉積法、化學(xué)電鍍法、靜電紡絲法鍍膜法等在光纖表面鍍一層金屬或介電薄膜，獲得導(dǎo)電性。雖然這些方法可以制備導(dǎo)電性能良好的光纖，但是工藝復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，對實(shí)驗設(shè)備的要求較高，而且其中的部分方法比如化學(xué)電鍍法等還會產(chǎn)生較多的化學(xué)廢液。
[0005]雖然靜電紡絲法鍍膜在制備納米纖維方面是一個比較成熟的工藝，但用于光纖表面鍍膜時，需要保持光纖不斷旋轉(zhuǎn)才能完成對光纖外皮層的均勻涂覆。該方法使用的這種機(jī)械裝置只適合短光纖的旋轉(zhuǎn)，在短光纖表面上鍍膜一般比較好，但不能在較長的光纖表面鍍膜。由于導(dǎo)電光纖的應(yīng)用與單純的通訊光纖不同，需要將光纖進(jìn)行較大的彎曲使用，如在人工光學(xué)、耳蝸的研宄中，受耳蝸微小結(jié)構(gòu)的限制，光纖在耳蝸內(nèi)彎曲的曲率會比較大，使用該方法制備的導(dǎo)電光纖會存在顯著的光側(cè)漏，損耗較大，影響通光性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，人們對能夠?qū)Χ喾N長度和多種規(guī)格光纖鍍膜的設(shè)備存在極大的需求，至今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于本發(fā)明的有關(guān)報道。
[0007]本實(shí)用新型的目的就是提供一種導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，不能涂鍍較長光纖的缺陷。
[0008]本實(shí)用新型的方案是由底架、機(jī)架、鍍膜箱、預(yù)熱烘箱、固化烘箱及電機(jī)組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在底架的上端設(shè)有機(jī)架，機(jī)架的上端設(shè)有鍍膜箱，鍍膜箱的左上端設(shè)有進(jìn)料斗，鍍膜箱的上中部設(shè)有校位栓，校位栓內(nèi)設(shè)有校位孔，鍍膜箱的底端設(shè)有鍍膜栓，鍍膜栓內(nèi)設(shè)有鍍膜孔，鍍膜箱的下端設(shè)有上導(dǎo)管，上導(dǎo)管的右上側(cè)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口，上導(dǎo)管的下端設(shè)有預(yù)熱烘箱，上導(dǎo)管的上中部設(shè)有鍍膜出纖孔，預(yù)熱烘箱的上下中心部設(shè)有預(yù)熱出纖孔，預(yù)熱出纖孔及上導(dǎo)管的出纖孔的直徑設(shè)為0.5-1厘米，預(yù)熱烘箱的下端設(shè)有下導(dǎo)管，下導(dǎo)管的下端設(shè)有固化烘箱，固化烘箱的上下中心部設(shè)有固化烘箱出纖孔，固化烘箱出纖孔直徑設(shè)為0.5-1厘米，機(jī)架的底側(cè)設(shè)有電機(jī)，電機(jī)的前端設(shè)有繞線輪，繞線輪上繞有鍍膜的光纖，校位栓的外側(cè)設(shè)有外螺紋，校位栓由螺紋連接在鍍膜箱的上中部，鍍膜栓的外側(cè)設(shè)有外螺紋，鍍膜栓由螺紋連接安裝在鍍膜箱的底中部，導(dǎo)電光纖纖芯的外側(cè)設(shè)有包裹層，包裹層的外側(cè)鍍有金屬鍍膜層。鍍膜時，由氮?dú)膺M(jìn)氣口充入的清潔氮?dú)膺M(jìn)入上導(dǎo)管、預(yù)熱烘箱、下導(dǎo)管及固化烘箱起到保護(hù)和防止氧化的作用，充入的氮?dú)饨?jīng)固化烘箱下端的出纖孔排出。
[0009]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，利用納米金屬的低溫?zé)Y(jié)作用，在光纖表面制備導(dǎo)電薄膜，能適應(yīng)多種型號的光纖和多種以樹脂為溶劑的納米金屬鍍膜，特別適合制備長度較長的既能導(dǎo)電又能導(dǎo)光的光纖，在彎曲較大的情況下，也能有效降低光纖側(cè)漏，提高通光性能，可被廣泛應(yīng)用到神經(jīng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0010]本實(shí)用新型利用納米金屬粒子、納米銀、納米金或者納米銅的燒結(jié)技術(shù)在光纖外皮包層制備均勻厚度的金屬鍍膜，并在金屬鍍膜表面涂覆一層柔軟而富有彈性的醫(yī)用硅膠，獲得生物兼容性的導(dǎo)電-導(dǎo)光生物電極。制備該電極需要下述四個步驟。
[0011]制備步驟如下
[0012](I)光纖表層處理
[0013]使用光纖鉗機(jī)械去除原光纖的護(hù)套和涂覆層，然后將光纖浸在30-40%的NaOH溶液中除油10-15分鐘，再用去離子水洗滌光纖后，將光纖在溫控干燥箱中80-90°C干燥。最后使用濃度為1%的氨基硅烷KH-550溶液浸泡光纖30分鐘，在恒溫箱中干燥處理后備用。
[0014](2)在光纖表面涂覆含納米金屬樹脂
[0015]將含有納米金屬粒子的樹脂，粘度為10-20cps置入本實(shí)用新型的光纖金屬鍍膜裝置，然后將步驟(I)中獲得的硅烷化的光纖自上而下通過該裝置下方的微米量級的出纖孔(可根據(jù)光纖直徑和金屬鍍膜的厚度預(yù)先設(shè)定孔徑大小)，將納米金屬粘附在光纖包層表面。
[0016](3)溫控爐預(yù)熱固化燒結(jié)
[0017]在光纖金屬鍍膜裝置下方用一個含氮溫預(yù)熱烘箱對涂覆層進(jìn)行預(yù)熱固化處理(溫度設(shè)定在70-90°C左右)，然后在第二個含氮固化烘箱中130-160°C的溫度下，對涂覆納米的光纖進(jìn)行20-30分鐘的燒結(jié)。通過燒結(jié)分解氣化溶劑樹脂，并將納米金屬粒子團(tuán)聚在光纖包層表面形成均勻的金屬鍍膜。
[0018](4)硅膠對導(dǎo)電光纖的保護(hù)處理
[0019]對耳蝸電極所需要的金屬鍍膜光纖進(jìn)行導(dǎo)電和通光性能測試，然后將該光纖置入裝有硅膠混合液的模具中，在烤箱中60-120°C的溫度下進(jìn)行數(shù)20-30分鐘固化，在光纖表面涂覆一層硅膠，從而獲得單根導(dǎo)電-導(dǎo)光生物電極。
[0020]下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為校位栓示意圖；
[0023]圖3為鍍膜栓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為導(dǎo)電導(dǎo)光光纖橫截面不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1-3中示出的底架I的上端設(shè)有機(jī)架12，機(jī)架的上端設(shè)有鍍膜箱9，鍍膜箱的左上端設(shè)有進(jìn)料斗6，鍍膜箱的上中部設(shè)有校位栓8，校位栓內(nèi)設(shè)有校位孔，鍍膜箱的底端設(shè)有鍍膜栓10，鍍膜栓內(nèi)設(shè)有鍍膜孔，鍍膜箱的下端設(shè)有上導(dǎo)管5，上導(dǎo)管的右上側(cè)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口 11，上導(dǎo)管的下端設(shè)有預(yù)熱烘箱4，上導(dǎo)管的上中部設(shè)有鍍膜出纖孔，預(yù)熱烘箱的上下中心部設(shè)有預(yù)熱出纖孔，預(yù)熱出纖孔及上導(dǎo)管出纖孔的直徑設(shè)為0.5-1厘米，預(yù)熱烘箱的下端設(shè)有下導(dǎo)管3，下導(dǎo)管的下端設(shè)有固化烘箱2，固化烘箱的上下中心部設(shè)有固化烘箱出纖孔，固化烘箱出纖孔直徑設(shè)為0.5-1厘米，機(jī)架的底側(cè)設(shè)有電機(jī)13，電機(jī)的前端設(shè)有繞線輪14，繞線輪上繞有鍍膜的導(dǎo)電光纖7。
[0026]圖2中示出的校位栓8的外側(cè)設(shè)有外螺紋15，校位栓由螺紋連接在鍍膜箱的上中部，校位孔的直徑可根據(jù)光纖的直徑和鍍膜的厚度設(shè)定。
[0027]圖3中示出的鍍膜栓10的外側(cè)設(shè)有外螺紋16，鍍膜栓由螺紋連接安裝在鍍膜箱的底中部，鍍膜孔的直徑可根據(jù)光纖的直徑和鍍膜的厚度設(shè)定。
[0028]圖4中示出的導(dǎo)電光纖纖芯18的外側(cè)設(shè)有包裹層17，包裹層的外側(cè)鍍有金屬鍍膜層19。
[0029]工作時，將含有納米金屬的樹脂由進(jìn)料斗注入鍍膜箱內(nèi)，將含有包裹層的光纖由鍍膜箱進(jìn)入鍍膜孔涂敷一層含有納米金屬的樹脂，經(jīng)預(yù)熱烘箱80°C預(yù)熱處理5分鐘后進(jìn)入固化烘箱，經(jīng)150°C燒結(jié)30分鐘后，由電機(jī)繞線輪收存，完成光纖的金屬鍍膜，然后再進(jìn)入下道工序，在光纖表面涂覆一層硅膠，對導(dǎo)電光纖進(jìn)行保護(hù)處理。
【主權(quán)項】
1.一種導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置，由底架、機(jī)架、鍍膜箱、預(yù)熱烘箱、固化烘箱及電機(jī)組成，其特征在于:所述底架(I)的上端設(shè)有機(jī)架(12)，機(jī)架的上端設(shè)有鍍膜箱(9)，鍍膜箱的左上端設(shè)有進(jìn)料斗(6)，鍍膜箱的上中部設(shè)有校位栓(8)，校位栓內(nèi)設(shè)有校位孔，鍍膜箱的底端設(shè)有鍍膜栓(10)，鍍膜栓內(nèi)設(shè)有鍍膜孔，鍍膜箱的下端設(shè)有上導(dǎo)管(5)，上導(dǎo)管的右上側(cè)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口(11)，上導(dǎo)管的下端設(shè)有預(yù)熱烘箱(4)，上導(dǎo)管的上中部設(shè)有鍍膜出纖孔，預(yù)熱烘箱的上下中心部設(shè)有預(yù)熱出纖孔，預(yù)熱出纖孔及上導(dǎo)管出纖孔的直徑設(shè)為0.5-1厘米，預(yù)熱烘箱的下端設(shè)有下導(dǎo)管(3)，下導(dǎo)管的下端設(shè)有固化烘箱(2)，固化烘箱的上下中心部設(shè)有固化烘箱出纖孔，固化烘箱出纖孔直徑設(shè)為0.5-1厘米，機(jī)架的底側(cè)設(shè)有電機(jī)(13)，電機(jī)的前端設(shè)有繞線輪(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置，其特征在于:所述校位栓(8)的外側(cè)設(shè)有外螺紋(15)，校位栓由螺紋連接在鍍膜箱的上中部，校位孔的直徑根據(jù)光纖的直徑和鍍膜的厚度設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置，其特征在于:所述鍍膜栓(10)的外側(cè)設(shè)有外螺紋(16)，鍍膜栓由螺紋連接安裝在鍍膜箱的底中部，鍍膜孔的直徑根據(jù)光纖的直徑和鍍膜的厚度設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置，其特征在于:所述導(dǎo)電光纖纖芯(18)的外側(cè)設(shè)有包裹層(17)，包裹層的外側(cè)鍍有金屬鍍膜層(19)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種導(dǎo)電光纖的金屬鍍膜裝置，它是在底架的上端設(shè)有機(jī)架，機(jī)架的上端設(shè)有鍍膜箱，鍍膜箱的左上端設(shè)有進(jìn)料斗，鍍膜箱的上中部設(shè)有校位栓，校位栓內(nèi)設(shè)有校位孔，鍍膜箱的底端設(shè)有鍍膜栓，鍍膜栓內(nèi)設(shè)有鍍膜孔，鍍膜箱的下端設(shè)有上導(dǎo)管，上導(dǎo)管的右上側(cè)設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口，上導(dǎo)管的下端設(shè)有預(yù)熱烘箱，上導(dǎo)管的上中部設(shè)有鍍膜出纖孔，預(yù)熱烘箱的上下中心部設(shè)有預(yù)熱出纖孔，預(yù)熱烘箱的下端設(shè)有下導(dǎo)管，下導(dǎo)管的下端設(shè)有固化烘箱，固化烘箱的上下中心部設(shè)有固化烘箱出纖孔，機(jī)架的底側(cè)設(shè)有電機(jī)，電機(jī)的前端設(shè)有繞線輪。
【IPC分類】B05D3-02, B05C1-04, B05D3-00
【公開號】CN204396271
【申請?zhí)枴緾N201420849570
【發(fā)明人】張開銀, 馬越, 李世剛, 侯雪松, 王秋玲, 武山, 趙書濤, 黃銀生, 吳言寧, 劉廣東
【申請人】阜陽師范學(xué)院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月29日