1. Wprowadzenie
Kabel komunikacyjny w transmisji sygnałów o wysokiej częstotliwości, przewodniki będą wytwarzać efekt naskórkowy, a wraz ze wzrostem częstotliwości przesyłanego sygnału, efekt naskórkowy staje się coraz poważniejszy. Tak zwany efekt naskórkowy odnosi się do transmisji sygnałów wzdłuż zewnętrznej powierzchni wewnętrznego przewodnika i wewnętrznej powierzchni zewnętrznego przewodnika kabla koncentrycznego, gdy częstotliwość przesyłanego sygnału osiąga kilka kiloherców lub dziesiątki tysięcy herców.
W szczególności, biorąc pod uwagę gwałtowny wzrost cen miedzi na świecie i fakt, że zasoby miedzi w przyrodzie stają się coraz rzadsze, zastąpienie przewodów miedzianych drutem stalowym pokrytym miedzią lub drutem aluminiowym pokrytym miedzią stało się ważnym zadaniem dla branży produkującej przewody i kable, a także dla jej promocji przy wykorzystaniu dużej przestrzeni rynkowej.
Ale drut w miedziowaniu, ze względu na wstępną obróbkę, wstępne powlekanie niklem i inne procesy, a także wpływ roztworu powlekającego, łatwo wytwarza następujące problemy i wady: czernienie drutu, wstępne powlekanie nie jest dobre, główna warstwa powlekania zrywa się z naskórka, co skutkuje produkcją odpadów drutu, odpadów materiałowych, tak że koszty produkcji produktu rosną. Dlatego niezwykle ważne jest zapewnienie jakości powłoki. W tym artykule omówiono głównie zasady procesu i procedury produkcji drutu stalowego pokrytego miedzią metodą galwanizacji, a także typowe przyczyny problemów z jakością i metody ich rozwiązywania. 1 Proces powlekania drutu stalowego pokrytego miedzią i jego przyczyny
1.1 Wstępna obróbka drutu
Najpierw drut zanurza się w roztworze alkalicznym i trawiącym, a do drutu (anody) i płytki (katody) przyłożono pewne napięcie, anoda wytrąca dużą ilość tlenu. Główną rolą tych gazów jest: po pierwsze, gwałtowne pęcherzyki na powierzchni drutu stalowego i jego pobliskiego elektrolitu odgrywają mechaniczną rolę mieszania i usuwania, promując w ten sposób olej z powierzchni drutu stalowego, przyspieszając proces zmydlania i emulgowania oleju i smaru; po drugie, z powodu maleńkich pęcherzyków przyczepionych do interfejsu między metalem a roztworem, z pęcherzykami i drutem stalowym na zewnątrz, pęcherzyki będą przylegać do drutu stalowego z dużą ilością oleju na powierzchni roztworu, dlatego na pęcherzyki przyniosą dużo oleju przylegającego do drutu stalowego na powierzchnię roztworu, promując w ten sposób usuwanie oleju, a jednocześnie nie jest łatwo wytworzyć kruchość wodorową anody, dzięki czemu można uzyskać dobrą powłokę.
1. 2 Powłoka galwaniczna drutu
Najpierw drut jest wstępnie obrabiany i wstępnie powlekany niklem poprzez zanurzenie go w roztworze powlekającym i przyłożenie określonego napięcia do drutu (katody) i płytki miedzianej (anody). Na anodzie płytka miedziana traci elektrony i tworzy wolne jony miedzi dwuwartościowej w kąpieli elektrolitycznej (powlekającej):
Cu-2e→Cu2+
Na katodzie drut stalowy jest ponownie elektrolitycznie elektronizowany, a jony miedzi dwuwartościowej osadzają się na drucie, tworząc drut stalowy pokryty miedzią:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2
Gdy ilość kwasu w roztworze galwanicznym jest niewystarczająca, siarczan miedzi(I) łatwo ulega hydrolizie, tworząc tlenek miedzi(I). Tlenek miedzi(I) zostaje uwięziony w warstwie galwanicznej, co powoduje jej rozluźnienie. Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4
I. Kluczowe elementy
Zewnętrzne kable optyczne składają się zazwyczaj z gołych włókien, luźnej tuby, materiałów blokujących wodę, elementów wzmacniających i zewnętrznej osłony. Występują w różnych strukturach, takich jak konstrukcja centralnej tuby, splot warstwowy i struktura szkieletowa.
Gołe włókna odnoszą się do oryginalnych włókien optycznych o średnicy 250 mikrometrów. Zazwyczaj obejmują warstwę rdzenia, warstwę osłony i warstwę powłoki. Różne rodzaje gołych włókien mają różne rozmiary warstwy rdzenia. Na przykład włókna jednomodowe OS2 mają zazwyczaj 9 mikrometrów, podczas gdy włókna wielomodowe OM2/OM3/OM4/OM5 mają 50 mikrometrów, a włókna wielomodowe OM1 mają 62,5 mikrometra. Gołe włókna są często kodowane kolorami w celu rozróżnienia włókien wielordzeniowych.
Luźne tuby są zazwyczaj wykonane z wysoce wytrzymałego tworzywa sztucznego PBT i służą do pomieszczenia gołych włókien. Zapewniają ochronę i są wypełnione żelem blokującym wodę, aby zapobiec wnikaniu wody, która mogłaby uszkodzić włókna. Żel działa również jako bufor, zapobiegając uszkodzeniom włókien spowodowanym uderzeniami. Proces produkcyjny luźnych tub jest kluczowy, aby zapewnić nadmiar długości włókna.
Materiały blokujące wodę obejmują smar blokujący wodę w kablu, przędzę blokującą wodę lub proszek blokujący wodę. Aby jeszcze bardziej zwiększyć ogólną zdolność kabla do blokowania wody, głównym podejściem jest stosowanie smaru blokującego wodę.
Elementy wzmacniające występują w wersji metalowej i niemetalowej. Metalowe są często wykonane z fosforanowanych drutów stalowych, taśm aluminiowych lub taśm stalowych. Elementy niemetalowe są wykonane głównie z materiałów FRP. Niezależnie od użytego materiału, elementy te muszą zapewniać niezbędną wytrzymałość mechaniczną, aby spełnić standardowe wymagania, w tym odporność na rozciąganie, zginanie, uderzenia i skręcanie.
Osłony zewnętrzne powinny uwzględniać środowisko użytkowania, w tym wodoodporność, odporność na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne. Dlatego powszechnie stosuje się czarny materiał PE, ponieważ jego doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne zapewniają przydatność do instalacji na zewnątrz.
2 Przyczyny problemów jakościowych w procesie miedziowania i ich rozwiązania
2. 1 Wpływ wstępnej obróbki drutu na warstwę galwaniczną Wstępna obróbka drutu jest bardzo ważna w produkcji miedziowanego drutu stalowego metodą galwanizacji. Jeśli olej i warstwa tlenku na powierzchni drutu nie zostaną całkowicie wyeliminowane, wówczas wstępnie pokryta warstwa niklu nie zostanie dobrze pokryta, a wiązanie będzie słabe, co ostatecznie doprowadzi do odpadnięcia głównej warstwy miedzi. Dlatego ważne jest, aby zwracać uwagę na stężenie alkalicznych i trawiących płynów, prąd trawiący i alkaliczny oraz czy pompy działają prawidłowo, a jeśli nie, należy je niezwłocznie naprawić. Typowe problemy jakościowe w wstępnej obróbce drutu stalowego i ich rozwiązania przedstawiono w tabeli
2. 2 Stabilność roztworu pre-niklowego bezpośrednio determinuje jakość warstwy wstępnego powlekania i odgrywa ważną rolę w kolejnym etapie miedziowania. Dlatego ważne jest regularne analizowanie i dostosowywanie proporcji składu wstępnie powlekanego roztworu niklowego oraz upewnienie się, że wstępnie powlekany roztwór niklowy jest czysty i nie jest zanieczyszczony.
2.3 Wpływ głównego roztworu galwanicznego na warstwę galwaniczną Roztwór galwaniczny zawiera siarczan miedzi i kwas siarkowy jako dwa składniki, skład stosunku bezpośrednio determinuje jakość warstwy galwanicznej. Jeśli stężenie siarczanu miedzi jest zbyt wysokie, kryształy siarczanu miedzi będą się wytrącać; jeśli stężenie siarczanu miedzi jest zbyt niskie, drut będzie się łatwo przypalał, a wydajność galwanizacji będzie zagrożona. Kwas siarkowy może poprawić przewodnictwo elektryczne i wydajność prądową roztworu galwanicznego, zmniejszyć stężenie jonów miedzi w roztworze galwanicznym (ten sam efekt jonowy), poprawiając w ten sposób polaryzację katodową i dyspersję roztworu galwanicznego, tak aby zwiększyć granicę gęstości prądu i zapobiec hydrolizie siarczanu miedzi w roztworze galwanicznym do tlenku miedzi i wytrącania, zwiększając stabilność roztworu galwanicznego, ale także zmniejszając polaryzację anodową, co sprzyja normalnemu rozpuszczaniu anody. Należy jednak zauważyć, że wysoka zawartość kwasu siarkowego zmniejszy rozpuszczalność siarczanu miedzi. Gdy zawartość kwasu siarkowego w roztworze galwanicznym jest niewystarczająca, siarczan miedzi łatwo hydrolizuje do tlenku miedzi i zostaje uwięziony w warstwie galwanicznej, kolor warstwy staje się ciemny i luźny; gdy w roztworze galwanicznym znajduje się nadmiar kwasu siarkowego, a zawartość soli miedzi jest niewystarczająca, wodór zostanie częściowo rozładowany w katodzie, przez co powierzchnia warstwy galwanicznej będzie miała plamki. Zawartość fosforu w miedzianej płytce fosforowej ma również istotny wpływ na jakość powłoki, zawartość fosforu powinna być kontrolowana w zakresie od 0,04% do 0,07%, jeśli jest mniejsza niż 0,02%, trudno jest utworzyć warstwę zapobiegającą wytwarzaniu jonów miedzi, zwiększając w ten sposób ilość proszku miedzi w roztworze galwanicznym; jeśli zawartość fosforu jest większa niż 0,1%, wpłynie to na rozpuszczenie anody miedzianej, przez co zawartość dwuwartościowych jonów miedzi w roztworze galwanicznym zmniejszy się i wygeneruje dużo szlamu anodowego. Ponadto, miedzianą płytkę należy regularnie płukać, aby zapobiec zanieczyszczeniu roztworu galwanicznego szlamem anodowym i powodowaniu chropowatości i zadziorów w warstwie galwanicznej.
3. Wnioski
Dzięki przetwarzaniu wyżej wymienionych aspektów, przyczepność i ciągłość produktu są dobre, jakość jest stabilna, a wydajność doskonała. Jednak w rzeczywistym procesie produkcyjnym istnieje wiele czynników wpływających na jakość warstwy galwanicznej w procesie galwanizacji, po znalezieniu problemu należy go przeanalizować i zbadać na czas, a także podjąć odpowiednie środki w celu jego rozwiązania.
Czas publikacji: 14-06-2022