1. הקדמה
כבל תקשורת בהעברת אותות בתדר גבוה, מוליכים יפיקו אפקט עור, ועם העלייה בתדירות האות המשודר, אפקט העור חמור יותר ויותר. מה שנקרא אפקט העור מתייחס להעברת אותות לאורך המשטח החיצוני של המוליך הפנימי והמשטח הפנימי של המוליך החיצוני של כבל קואקסיאלי כאשר תדירות האות המשודרת מגיעה לכמה קילו-הרץ או עשרות אלפי הרץ.
בפרט, עם המחיר הבינלאומי של נחושת דאיית נחושת ומשאבי נחושת בטבע הופכים נדירים יותר ויותר, כך שהשימוש בפלדה מצופה נחושת או חוט אלומיניום מצופה נחושת להחלפת מוליכים נחושת, הפך למשימה חשובה עבור החוט וה תעשיית ייצור הכבלים, אלא גם על קידומו תוך שימוש במרחב שוק גדול.
אבל החוט בציפוי הנחושת, עקב טיפול מקדים, ציפוי ניקל מראש ותהליכים אחרים, כמו גם ההשפעה של פתרון הציפוי, קל לייצר את הבעיות והפגמים הבאים: השחרת חוט, ציפוי מוקדם אינו טוב , שכבת הציפוי העיקרית מהעור, וכתוצאה מכך ייצור של חוט פסולת, פסולת חומר, כך שעלויות ייצור המוצר גדלות. לכן, חשוב ביותר להקפיד על איכות הציפוי. מאמר זה דן בעיקר בעקרונות התהליך והנהלים לייצור תיל פלדה מצופה נחושת על ידי ציפוי אלקטרו, וכן בסיבות השכיחות לבעיות איכות ושיטות פתרון. 1 תהליך ציפוי תיל פלדה מצופה נחושת והסיבות שלו
1. 1 טיפול מקדים של החוט
ראשית, החוט טובל בתמיסת כבישה בסיסית, ומתח מסוים מופעל על החוט (אנודה) ועל הצלחת (קתודה), האנודה מזרזת כמות גדולה של חמצן. התפקיד העיקרי של גזים אלה הוא: האחד, בועות אלימות על פני חוט הפלדה והאלקטרוליט הסמוך לו ממלא אפקט של תסיסה והפשטה מכאנית, ובכך מקדם את השמן מפני השטח של חוט הפלדה, מאיץ את תהליך השיבון והתחליב. השמן והגריז; שנית, בגלל הבועות הזעירות המחוברות לממשק בין המתכת לתמיסה, כשהבועות וחוט הפלדה בחוץ, הבועות ייצמדו לחוט הפלדה עם הרבה שמן לפני השטח של התמיסה, לכן, על הבועות יביאו הרבה שמן הנצמד לחוט הפלדה אל פני השטח של התמיסה, ובכך יקדמו את הסרת השמן, ובו בזמן, לא קל לייצר שבירות מימן של האנודה, כך שיטה טובה ניתן להשיג ציפוי.
1. 2 ציפוי של החוט
ראשית, החוט עובר טיפול מראש ומצופה בניקל על ידי טבילתו בתמיסת הציפוי והפעלת מתח מסוים על החוט (קתודה) ועל לוח הנחושת (אנודה). באנודה, לוח הנחושת מאבד אלקטרונים ויוצרת יוני נחושת דו ערכיים חופשיים באמבט האלקטרוליטי (הציפוי):
Cu – 2e → Cu2+
בקתודה, חוט הפלדה עובר אלקטרוליטי מחדש ויוני הנחושת הדו-ערכיים מופקדים על החוט ליצירת חוט פלדה מצופה נחושת:
Cu2 + + 2e → Cu
Cu2 + + e → Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e → H2
כאשר כמות החומצה בתמיסת הציפוי אינה מספקת, קופרו סולפט עובר הידרוליזה בקלות ליצירת תחמוצת קופרוס. תחמוצת הקופרוס כלואה בשכבת הציפוי, מה שהופך אותה לרופפת. Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4
I. רכיבי מפתח
כבלים אופטיים חיצוניים מורכבים בדרך כלל מסיבים חשופים, צינור רופף, חומרים חוסמי מים, אלמנטים מחזקים ונדן חיצוני. הם מגיעים במבנים שונים כגון עיצוב צינור מרכזי, גדילת שכבות ומבנה השלד.
סיבים חשופים מתייחסים לסיבים אופטיים מקוריים בקוטר של 250 מיקרומטר. הם כוללים בדרך כלל את שכבת הליבה, שכבת החיפוי ושכבת הציפוי. לסוגים שונים של סיבים חשופים יש גדלי שכבות ליבה שונים. לדוגמה, סיבי OS2 במצב יחיד הם בדרך כלל 9 מיקרומטר, בעוד שסיבי OM2/OM3/OM4/OM5 רב מצב הם 50 מיקרומטר, וסיבי OM1 multimode הם 62.5 מיקרומטר. סיבים חשופים מקודדים לרוב על מנת להבדיל בין סיבים מרובי ליבות.
צינורות רופפים עשויים בדרך כלל מפלסטיק הנדסי PBT בעל חוזק גבוה ומשמשים להכיל את הסיבים החשופים. הם מספקים הגנה ומלאים בג'ל חוסם מים למניעת חדירת מים שעלולה לפגוע בסיבים. הג'ל משמש גם כחיץ למניעת נזק לסיבים מפגיעות. תהליך הייצור של צינורות רופפים הוא חיוני כדי להבטיח את אורך עודף הסיבים.
חומרים חוסמי מים כוללים שומן חוסם מים בכבלים, חוט חוסם מים או אבקה חוסמת מים. כדי לשפר עוד יותר את יכולת חסימת המים הכוללת של הכבל, הגישה המרכזית היא להשתמש בשומן חוסם מים.
אלמנטים מחזקים מגיעים בסוגים מתכתיים ולא מתכתיים. מתכתיים עשויים לרוב מחוטי פלדה פוספטים, סרטי אלומיניום או סרטי פלדה. אלמנטים לא מתכתיים עשויים בעיקר מחומרי FRP. ללא קשר לחומר המשמש, אלמנטים אלה חייבים לספק את החוזק המכני הדרוש כדי לעמוד בדרישות הסטנדרטיות, כולל עמידות בפני מתח, כיפוף, פגיעה ופיתול.
נדן חיצוני צריך לקחת בחשבון את סביבת השימוש, כולל איטום, עמידות בפני UV ועמידות בפני מזג אוויר. לכן, נעשה שימוש נפוץ בחומר PE שחור, שכן התכונות הפיזיקליות והכימיות המעולות שלו מבטיחות התאמה להתקנה חיצונית.
2 הגורמים לבעיות איכות בתהליך ציפוי הנחושת ופתרונותיהם
2. 1 השפעת הטיפול המקדים של החוט על שכבת הציפוי לטיפול המקדים בחוט חשיבות רבה בייצור חוטי פלדה מצופה נחושת על ידי ציפוי אלקטרוני. אם סרט השמן והתחמוצת על פני החוט אינו מסולק לחלוטין, אז שכבת הניקל המצופה מראש אינה מצופה היטב וההדבקה גרועה, מה שבסופו של דבר יוביל לנפילת שכבת ציפוי הנחושת הראשית. לכן חשוב לפקוח עין על ריכוז נוזלי הכבישה והכבישה, זרם הכבישה והאלקליין והאם המשאבות תקינות, ואם לא יש לתקן אותן בהקדם. בעיות האיכות הנפוצות בטיפול מקדים בחוטי פלדה ופתרונותיהן מוצגות בטבלה
2. 2 היציבות של תמיסת הקדם-ניקל קובעת ישירות את איכות שכבת הציפוי המוקדמת וממלאת תפקיד חשוב בשלב הבא של ציפוי נחושת. לכן, חשוב לנתח ולהתאים באופן קבוע את יחס ההרכב של תמיסת הניקל המצופה מראש ולוודא שתמיסת הניקל המצופה מראש נקייה ואינה מזוהמת.
2.3 השפעת תמיסת הציפוי הראשית על שכבת הציפוי תמיסת הציפוי מכילה גופרת נחושת וחומצה גופרתית כשני מרכיבים, הרכב היחס קובע ישירות את איכות שכבת הציפוי. אם ריכוז גופרת נחושת גבוה מדי, יישרדו גבישי נחושת גופרת; אם ריכוז גופרת הנחושת נמוך מדי, החוט ייחרך בקלות ויעילות הציפוי תושפע. חומצה גופרתית יכולה לשפר את המוליכות החשמלית ויעילות הזרם של תמיסת הציפוי, להפחית את ריכוז יוני הנחושת בתמיסת האלקטרוניקה (אותו אפקט יונים), ובכך לשפר את הקיטוב הקתודי ואת פיזור תמיסת הציפוי, כך שצפיפות הזרם. להגביל עליות, ולמנוע הידרוליזה של קופרוס סולפט בתמיסת הציפוי לתחמוצת קופרוס ומשקעים, להגביר את היציבות של תמיסת הציפוי, אך גם להפחית את הקיטוב האנודי, אשר תורם לפירוק הרגיל של האנודה. עם זאת, יש לציין שתכולת חומצה גופרתית גבוהה תפחית את המסיסות של גופרת נחושת. כאשר תכולת החומצה הגופרתית בתמיסת הציפוי אינה מספקת, גופרת נחושת עוברת הידרוליזה בקלות לתחמוצת קופרוס ונלכדת בשכבת הציפוי, צבע השכבה הופך כהה ורופף; כאשר יש עודף של חומצה גופרתית בתמיסת הציפוי ותכולת מלח הנחושת אינה מספקת, המימן יפרק חלקית בקתודה, כך שמשטח שכבת הציפוי ייראה נקודתי. צלחת נחושת זרחנית לתכולת הזרחן יש השפעה חשובה על איכות הציפוי, יש לשלוט בתכולת הזרחן בטווח של 0.04% עד 0.07%, אם פחות מ-0.02%, קשה להיווצר סרט למניעת ייצור יוני נחושת, ובכך להגדיל את אבקת הנחושת בתמיסת הציפוי; אם תכולת הזרחן של יותר מ-0.1%, זה ישפיע על פירוק האנודה של נחושת, כך שתכולת יוני הנחושת הדו ערכיים בתמיסת הציפוי יורדת, וייצור הרבה בוץ האנודה. בנוסף, יש לשטוף את לוח הנחושת באופן קבוע כדי למנוע מבוצת האנודה לזהם את תמיסת הציפוי ולגרום לחספוס ולכתמים בשכבת הציפוי.
3 מסקנה
באמצעות עיבוד ההיבטים הנ"ל, ההדבקה וההמשכיות של המוצר טובים, האיכות יציבה והביצועים מצוינים. עם זאת, בתהליך הייצור בפועל ישנם גורמים רבים המשפיעים על איכות שכבת הציפוי בתהליך הציפוי, לאחר מציאת הבעיה יש לנתח וללמוד אותה בזמן ולנקוט באמצעים מתאימים לפתרונה.
זמן פרסום: 14 ביוני 2022