1. Introduktion
Vid överföring av högfrekventa signaler i kommunikationskablar uppstår en skin-effekt, och med ökande frekvens på den överförda signalen blir skin-effekten allt allvarligare. Den så kallade skin-effekten avser överföring av signaler längs den yttre ytan på den inre ledaren och den inre ytan på den yttre ledaren i en koaxialkabel när frekvensen på den överförda signalen når flera kilohertz eller tiotusentals hertz.
Särskilt med de stigande internationella kopparpriserna och kopparresurserna i naturen som blir alltmer knappa, har användningen av kopparpläterad ståltråd eller kopparpläterad aluminiumtråd för att ersätta kopparledare blivit en viktig uppgift för tråd- och kabeltillverkningsindustrin, men också för att främja dess användning genom ett stort marknadsutrymme.
Men tråden i kopparpläteringen, på grund av förbehandling, förplätering av nickel och andra processer, samt påverkan av pläteringslösningen, kan lätt uppstå följande problem och defekter: tråden blir svart, förpläteringen är dålig och det huvudsakliga pläteringsskiktet lossnar, vilket resulterar i trådspill och materialspill, vilket ökar tillverkningskostnaderna för produkten. Därför är det oerhört viktigt att säkerställa beläggningens kvalitet. Denna artikel diskuterar huvudsakligen processprinciperna och procedurerna för produktion av kopparpläterad ståltråd genom elektroplätering, samt de vanligaste orsakerna till kvalitetsproblem och lösningsmetoder. 1. Kopparpläteringsprocess och dess orsaker
1. 1 Förbehandling av tråden
Först doppas tråden i en alkalisk betningslösning, och en viss spänning appliceras på tråden (anoden) och plattan (katoden), varvid anoden avger en stor mängd syre. Dessa gasers huvudsakliga roll är: för det första, våldsamma bubblor på ståltrådens yta och dess närliggande elektrolyt har en mekanisk omrörnings- och avskalingseffekt, vilket främjar borttagning av olja från ståltrådens yta och påskyndar förtvålnings- och emulgeringsprocessen för olja och fett. För det andra, på grund av de små bubblor som är fästa vid gränssnittet mellan metallen och lösningen, när bubblorna och ståltråden är ute, kommer bubblorna att fastna på ståltråden med mycket olja på lösningens yta. Därför kommer bubblorna att medföra att mycket olja som fäster på ståltråden hamnar på lösningens yta, vilket främjar borttagningen av olja, samtidigt som det inte lätt blir väteförsprödning av anoden, vilket kan erhållas för en bra plätering.
1. 2 Plätering av tråden
Först förbehandlas och förpläteras tråden med nickel genom att den doppas i pläteringslösningen och en viss spänning appliceras på tråden (katoden) och kopparplattan (anoden). Vid anoden förlorar kopparplattan elektroner och bildar fria tvåvärda kopparjoner i det elektrolytiska (pläterings-) badet:
Cu – 2e→Cu2+
Vid katoden återelektroniseras ståltråden elektrolytiskt och de tvåvärda kopparjonerna avsätts på tråden för att bilda en kopparbeklädd ståltråd:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e → H2
När mängden syra i pläteringslösningen är otillräcklig hydrolyseras koppar(I)sulfat lätt för att bilda koppar(I)oxid. Koppar(I)oxiden fångas i pläteringsskiktet, vilket gör det löst. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Viktiga komponenter
Optiska kablar för utomhusbruk består vanligtvis av bara fibrer, lösa rör, vattenblockerande material, förstärkningselement och yttermantel. De finns i olika strukturer såsom central rörkonstruktion, lagertvinnad struktur och skelettstruktur.
Bara fibrer avser originaloptiska fibrer med en diameter på 250 mikrometer. De inkluderar vanligtvis kärnskiktet, mantelskiktet och beläggningsskiktet. Olika typer av bara fibrer har olika storlekar på kärnskikten. Till exempel är single-mode OS2-fibrer i allmänhet 9 mikrometer, medan multimode OM2/OM3/OM4/OM5-fibrer är 50 mikrometer och multimode OM1-fibrer är 62,5 mikrometer. Bara fibrer är ofta färgkodade för att skilja mellan flerkärniga fibrer.
Lösa rör är vanligtvis gjorda av höghållfast teknisk plast PBT och används för att rymma de bara fibrerna. De ger skydd och är fyllda med vattenblockerande gel för att förhindra att vatten tränger in som kan skada fibrerna. Gelen fungerar också som en buffert för att förhindra fiberskador från stötar. Tillverkningsprocessen för lösa rör är avgörande för att säkerställa fiberns överskottslängd.
Vattenblockerande material inkluderar vattenblockerande kabelfett, vattenblockerande garn eller vattenblockerande pulver. För att ytterligare förbättra kabelns övergripande vattenblockerande förmåga är den vanliga metoden att använda vattenblockerande fett.
Förstärkande element finns i metalliska och icke-metalliska utföranden. Metalliska element är ofta tillverkade av fosfaterade ståltrådar, aluminiumband eller stålband. Icke-metalliska element är huvudsakligen tillverkade av FRP-material. Oavsett vilket material som används måste dessa element ge den nödvändiga mekaniska styrkan för att uppfylla standardkrav, inklusive motståndskraft mot spänning, böjning, stötar och vridning.
Yttermantlar bör ta hänsyn till användningsmiljön, inklusive vattentäthet, UV-beständighet och väderbeständighet. Därför används svart PE-material ofta, eftersom dess utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper säkerställer lämplighet för utomhusinstallation.
2 Orsaker till kvalitetsproblem i kopparpläteringsprocessen och deras lösningar
2. 1 Inverkan av förbehandling av tråden på pläteringsskiktet Förbehandlingen av tråden är mycket viktig vid produktion av kopparpläterad ståltråd genom elektroplätering. Om olje- och oxidfilmen på trådens yta inte elimineras helt, pläteras det förpläterade nickelskiktet inte väl och bindningen blir dålig, vilket så småningom leder till att det huvudsakliga kopparpläteringsskiktet faller av. Det är därför viktigt att hålla koll på koncentrationen av alkaliska vätskor och betningsvätskor, betnings- och alkaliströmmen och om pumparna är normala, och om de inte är det måste de repareras omedelbart. Vanliga kvalitetsproblem vid förbehandling av ståltråd och deras lösningar visas i tabell.
2. 2 Stabiliteten hos förnickellösningen avgör direkt kvaliteten på förpläteringsskiktet och spelar en viktig roll i nästa steg av kopparpläteringen. Därför är det viktigt att regelbundet analysera och justera sammansättningsförhållandet i den förpläterade nickellösningen och att säkerställa att den förpläterade nickellösningen är ren och inte förorenad.
2.3 Huvudpläteringslösningens inverkan på pläteringsskiktet Pläteringslösningen innehåller kopparsulfat och svavelsyra som två komponenter, och förhållandet mellan dessa bestämmer direkt pläteringsskiktets kvalitet. Om koncentrationen av kopparsulfat är för hög kommer kopparsulfatkristaller att fällas ut; om koncentrationen av kopparsulfat är för låg kommer tråden lätt att brännas och pläteringseffektiviteten kommer att påverkas. Svavelsyra kan förbättra den elektriska ledningsförmågan och strömeffektiviteten hos elektropläteringslösningen, minska koncentrationen av kopparjoner i elektropläteringslösningen (samma joneffekt), vilket förbättrar den katodiska polarisationen och spridningen av elektropläteringslösningen, så att strömtäthetsgränsen ökar och förhindrar hydrolys av koppar(I)sulfat i elektropläteringslösningen till koppar(I)oxid och utfällning, vilket ökar pläteringslösningens stabilitet, men minskar också den anodiska polarisationen, vilket bidrar till normal upplösning av anoden. Det bör dock noteras att hög svavelsyrahalt kommer att minska kopparsulfatets löslighet. När svavelsyrahalten i pläteringslösningen är otillräcklig hydrolyseras kopparsulfat lätt till koppar(I)oxid och infångas i pläteringsskiktet, varvid skiktets färg blir mörk och lös. När det finns ett överskott av svavelsyra i pläteringslösningen och kopparsalthalten är otillräcklig, kommer väte att delvis urladdas i katoden, så att pläteringsskiktets yta blir fläckig. Fosforhalten i kopparplåten har också en viktig inverkan på beläggningens kvalitet. Fosforhalten bör kontrolleras inom intervallet 0,04 % till 0,07 %. Om den är mindre än 0,02 % är det svårt att bilda en film som förhindrar produktionen av kopparjoner, vilket ökar kopparpulvret i pläteringslösningen. Om fosforhalten är mer än 0,1 % kommer det att påverka upplösningen av kopparanoden, så att halten av tvåvärda kopparjoner i pläteringslösningen minskar och genererar mycket anodslam. Dessutom bör kopparplattan sköljas regelbundet för att förhindra att anodslammet förorenar pläteringslösningen och orsakar ojämnheter och grader i pläteringsskiktet.
3 Slutsats
Genom bearbetning av ovan nämnda aspekter är produktens vidhäftning och kontinuitet god, kvaliteten stabil och prestandan utmärkt. Men i den faktiska produktionsprocessen finns det många faktorer som påverkar kvaliteten på pläteringsskiktet. När problemet väl har upptäckts bör det analyseras och studeras i tid och lämpliga åtgärder vidtas för att lösa det.
Publiceringstid: 14 juni 2022