1. 研究目的与意义（文献综述）

钢筋混凝土结构是我国当前交通基工程、水利工程和民用建筑工程最主要的结构形式，它是利用混凝 土的高抗压强度和钢材的高抗拉强度及延性而设计的一种复合结构形式。由于钢筋混凝土所处环境的复杂性，有害化学成份的长期侵蚀，大气中的酸雨和土壤中的氯离子的侵入等多种原因，钢筋混凝土容易发生混凝土和钢筋锈蚀，造成耐久性的退化。统计数据表明，钢筋锈蚀是世界范围内桥梁病害和可靠度降低的首要因素，每年由于腐蚀原因造成全球大约损失10％～20％的金属，约合7000多亿美金，钢筋的锈蚀已成为当今世界影响混凝土结构耐久性的主要因素。

光纤光栅是一种新型的光无源器件，它利用纤芯掺锗石英光纤的光敏特性，经过紫外曝光后，将入射光相干场图纹写入纤芯，形成光栅纤芯折射率周期性变化的bragg光学结构。由于体积小、抗电磁干扰、分布式测量等诸多优点，成为微型传感和智能系统的新方向。基于fe-c敏感膜型光纤bragg光栅锈蚀传感技术在2011年由胡文彬等人提出，它利用应力传感原理通过监测锈蚀过程中应力作用产生的光纤光栅波长变化，能够对钢筋早期锈蚀提供预警作用。然而裸光纤光栅非常脆弱，抗剪能力差，如果不加以保护地直接应用在粗放的施工环境会极易受到破坏，因此需要对其进行有效的封装保护。

光纤光栅传感器封装方法很多，主要分为三大类：敏化封装、保护性封装以及补偿性封装，本课题主要对传感器进行保护性封装。封装成型之后的光纤光栅传感器是由传感基体、光纤光栅、封装结构这三个主要部件组成。封装材料也有很多种，本课题拟选用醋酸纤维素膜材料或硅系多孔材料作为传感器的封装材料。醋酸纤维素(cellulose acetate, ca)又称纤维素乙酸酯，是一类亲水性膜材料，ca成膜性好、通量适中、盐截留高、易制造且原料可再生。大多数的醋酸纤维素膜是以醋酸纤维作为浸涂聚合物，通过相转化法制备而成；此外还可以通过复合法制得。sio₂气凝胶是硅系多孔材料的典型代表，是一种内部充满气态物质的低密度多孔性固体材料，有“固态烟”之称。sio₂气凝胶所需原材料来源丰富，制备工艺简单，可控性好。sio₂气凝胶的制备来源有三种：水玻璃，硅溶胶，硅醇盐。本课题将以sio₂气凝胶为主要备选材料，通过材料筛选和改性制备，经过传感器涂敷实验测试与优化，研制出一套可用于光纤锈蚀传感器的封装材料制备方法和涂敷方案。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1.了解硅系多孔材料之一气凝胶和醋酸纤维膜的光学特性和合成方法；

2.掌握其改性方案与涂敷方法；

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-5周：熟悉仪器设备和试验方法，原材料的准备。

第6-12周：集中实验。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 薄膜材料与薄膜技术,郑伟涛主编,化学工业出版社.

[2] 卢进军.光学薄膜技术, 卢进军主编, 电子工业出版社.

[3] 光纤传感原理与检测技术,刘宇主编,电子工业出版社.