1. Вступ
У зв'язковому кабелі під час передачі високочастотних сигналів провідники створюють скін-ефект, і зі збільшенням частоти переданого сигналу скін-ефект посилюється. Так званий скін-ефект стосується передачі сигналів вздовж зовнішньої поверхні внутрішнього провідника та внутрішньої поверхні зовнішнього провідника коаксіального кабелю, коли частота переданого сигналу досягає кількох кілогерц або десятків тисяч герц.
Зокрема, зі зростанням міжнародних цін на мідь та дефіцитом природних ресурсів міді, використання мідноплакованої сталі або мідноплакованого алюмінієвого дроту для заміни мідних провідників стало важливим завданням для виробництва дроту та кабелю, а також для її просування з використанням великого ринкового простору.
Але дріт під час міднення, через попередню обробку, попереднє нікелювання та інші процеси, а також вплив розчину для міднення, легко може мати такі проблеми та дефекти: почорніння дроту, погане попереднє міднення, основний шар міднення відшаровується, що призводить до утворення відходів дроту, відходів матеріалу, що збільшує виробничі витрати. Тому надзвичайно важливо забезпечити якість покриття. У цій статті в основному розглядаються принципи та процедури виробництва мідного сталевого дроту методом гальванічного покриття, а також поширені причини проблем з якістю та методи їх вирішення. 1 Процес мідного сталевого дроту та його причини
1. 1 Попередня обробка дроту
Спочатку дріт занурюють у лужний розчин для травлення, після чого до дроту (анода) та пластини (катода) прикладають певну напругу, в результаті чого на аноді виділяється велика кількість кисню. Основна роль цих газів полягає в наступному: по-перше, сильні бульбашки на поверхні сталевого дроту та електроліту, що знаходиться поруч, відіграють механічну дію перемішування та відшаровування, сприяючи відділенню олії від поверхні сталевого дроту та прискорюючи процес омилення та емульгування олії та мастила; по-друге, через наявність крихітних бульбашок, що прикріплюються до межі розділу між металом та розчином, коли бульбашки та сталевий дріт виходять назовні, вони прилипають до сталевого дроту, а велика кількість олії потрапляє на поверхню розчину. Таким чином, бульбашки витягують велику кількість олії, що прилипає до сталевого дроту, на поверхню розчину, сприяючи її видаленню, і водночас нелегко утворити водневе окрихчення анода, що призводить до отримання якісного покриття.
1. 2 Покриття дроту
Спочатку дріт попередньо обробляють та нікелюють, занурюючи його в розчин для гальванічного покриття та прикладаючи певну напругу до дроту (катода) та мідної пластини (анода). На аноді мідна пластина втрачає електрони та утворює вільні двовалентні іони міді в електролітичній (гальванічній) ванні:
Cu – 2e→Cu2+
На катоді сталевий дріт електролітично реелектронізується, і двовалентні іони міді осідають на дроті, утворюючи сталевий дріт, покритий міддю:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e → H2
Коли кількість кислоти в розчині для покриття недостатня, сульфат міді легко гідролізується з утворенням оксиду міді. Оксид міді затримується в шарі покриття, роблячи його пухким. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Ключові компоненти
Зовнішні оптичні кабелі зазвичай складаються з голих волокон, вільної трубки, водонепроникних матеріалів, зміцнювальних елементів та зовнішньої оболонки. Вони бувають різних конструкцій, таких як конструкція з центральною трубкою, шарувате скручення та скелетна структура.
Голі волокна – це оригінальні оптичні волокна діаметром 250 мікрометрів. Зазвичай вони включають серцевинний шар, шар оболонки та шар покриття. Різні типи голих волокон мають різні розміри серцевинного шару. Наприклад, одномодові волокна OS2 зазвичай мають довжину 9 мікрометрів, багатомодові волокна OM2/OM3/OM4/OM5 – 50 мікрометрів, а багатомодові волокна OM1 – 62,5 мікрометра. Голі волокна часто мають кольорове кодування для розрізнення багатожильних волокон.
Трубчасті вироби зазвичай виготовляються з високоміцного інженерного пластику PBT та використовуються для розміщення оголених волокон. Вони забезпечують захист та заповнені водоблокувальним гелем, щоб запобігти потраплянню води, яка може пошкодити волокна. Гель також діє як буфер, щоб запобігти пошкодженню волокна від ударів. Процес виробництва трубчастих виробництв має вирішальне значення для забезпечення додаткової довжини волокна.
До водоблокуючих матеріалів належать водоблокуюче мастило для кабелів, водоблокуюча пряжа або водоблокуючий порошок. Для подальшого покращення загальної водоблокуючої здатності кабелю, основним підходом є використання водоблокуючого мастила.
Зміцнювальні елементи бувають металевими та неметалевими. Металеві часто виготовляються з фосфатованих сталевих дротів, алюмінієвих стрічок або сталевих стрічок. Неметалеві елементи переважно виготовляються з матеріалів FRP. Незалежно від використовуваного матеріалу, ці елементи повинні забезпечувати необхідну механічну міцність, щоб відповідати стандартним вимогам, включаючи стійкість до розтягування, вигину, удару та скручування.
Зовнішня оболонка повинна враховувати умови використання, включаючи водонепроникність, стійкість до ультрафіолетового випромінювання та атмосферних впливів. Тому зазвичай використовується чорний поліетиленовий матеріал, оскільки його чудові фізичні та хімічні властивості забезпечують придатність для зовнішнього монтажу.
2 Причини проблем з якістю в процесі міднення та їх вирішення
2.1 Вплив попередньої обробки дроту на шар покриття Попередня обробка дроту дуже важлива у виробництві сталевого дроту з мідним покриттям методом гальванічного покриття. Якщо масляна та оксидна плівка на поверхні дроту не повністю видаляється, то попередньо покритий нікелевий шар погано покривається, а зчеплення погане, що зрештою призводить до відшаровування основного шару мідного покриття. Тому важливо стежити за концентрацією лужних та травильних рідин, струмом травлення та лугів, а також за тим, чи насоси працюють належним чином, і якщо ні, їх необхідно негайно відремонтувати. Поширені проблеми з якістю під час попередньої обробки сталевого дроту та їх вирішення наведено в таблиці.
2. 2 Стабільність розчину попереднього нікелювання безпосередньо визначає якість шару попереднього покриття та відіграє важливу роль на наступному етапі міднення. Тому важливо регулярно аналізувати та коригувати співвідношення складу розчину попереднього нікелювання, а також забезпечувати його чистоту та відсутність забруднень.
2.3 Вплив основного розчину для гальванічного покриття на шар гальванічного покриття Розчин для гальванічного покриття містить два компоненти: сульфат міді та сірчану кислоту, склад і співвідношення яких безпосередньо визначають якість шару гальванічного покриття. Якщо концентрація сульфату міді занадто висока, кристали сульфату міді випадатимуть у осад; якщо концентрація сульфату міді занадто низька, дріт легко обгорає, що впливає на ефективність гальванічного покриття. Сірчана кислота може покращити електропровідність та вихід струму гальванічного розчину, зменшити концентрацію іонів міді в гальванічному розчині (той самий іонний ефект), покращуючи таким чином катодну поляризацію та дисперсію гальванічного розчину, збільшуючи граничну густину струму та запобігаючи гідролізу сульфату міді в гальванічному розчині на оксид міді та осадження, підвищуючи стабільність гальванічного розчину, а також зменшуючи анодну поляризацію, що сприяє нормальному розчиненню анода. Однак слід зазначити, що високий вміст сірчаної кислоти зменшує розчинність сульфату міді. Коли вміст сірчаної кислоти в розчині для покриття недостатній, сульфат міді легко гідролізується на оксид міді та захоплюється в шарі покриття, колір шару стає темним та пухким; коли в розчині для покриття є надлишок сірчаної кислоти та недостатній вміст солі міді, водень частково виділяється на катоді, внаслідок чого поверхня шару покриття виглядає плямистою. Вміст фосфору в мідній пластині також має важливий вплив на якість покриття, вміст фосфору слід контролювати в діапазоні від 0,04% до 0,07%. Якщо менше 0,02%, важко утворити плівку, щоб запобігти утворенню іонів міді, що збільшує вміст мідного порошку в розчині для покриття; якщо вміст фосфору перевищує 0,1%, це вплине на розчинення міді в аноді, внаслідок чого вміст двовалентних іонів міді в розчині для покриття зменшиться та утвориться багато анодного шламу. Крім того, мідну пластину слід регулярно промивати, щоб запобігти забрудненню розчину для покриття анодним шламом та появі шорсткості та задирок у шарі покриття.
3 Висновок
Завдяки обробці вищезазначених аспектів, адгезія та безперервність продукту є добрими, якість стабільною, а продуктивність відмінною. Однак, у реальному виробничому процесі існує багато факторів, що впливають на якість шару покриття в процесі нанесення покриття, після виявлення проблеми її слід вчасно проаналізувати та вивчити, а також вжити відповідних заходів для її вирішення.
Час публікації: 14 червня 2022 р.