1. Úvod
Pri prenose vysokofrekvenčných signálov v komunikačných kábloch sa vodiče skin efektu prejavujú a so zvyšujúcou sa frekvenciou prenášaného signálu sa skin efekt zhoršuje. Takzvaný skin efekt sa vzťahuje na prenos signálov pozdĺž vonkajšieho povrchu vnútorného vodiča a vnútorného povrchu vonkajšieho vodiča koaxiálneho kábla, keď frekvencia prenášaného signálu dosiahne niekoľko kilohertzov alebo desiatok tisíc hertzov.
Najmä s rastúcou medzinárodnou cenou medi a čoraz vzácnejšími prírodnými zdrojmi medi sa používanie oceľových alebo hliníkových drôtov s medeným plátovaním ako náhrady za medené vodiče stalo dôležitou úlohou pre priemysel výroby drôtov a káblov, ale aj pre jeho propagáciu s využitím veľkého trhového priestoru.
Avšak drôt po pokovovaní meďou, v dôsledku predúpravy, predpokovovania niklom a iných procesov, ako aj vplyvu pokovovacieho roztoku, ľahko spôsobuje nasledujúce problémy a chyby: sčernenie drôtu, zlé predpokovovanie, hlavná vrstva pokovovania sa odlupuje, čo vedie k produkcii odpadového drôtu, materiálu a zvyšovaniu výrobných nákladov. Preto je mimoriadne dôležité zabezpečiť kvalitu pokovovania. Tento článok sa zaoberá najmä princípmi procesu a postupmi výroby oceľového drôtu s pokovovaním meďou galvanickým pokovovaním, ako aj bežnými príčinami problémov s kvalitou a metódami riešenia. 1 Proces pokovovania oceľového drôtu s pokovovaním meďou a jeho príčiny
1. 1 Predúprava drôtu
Najprv sa drôt ponorí do alkalického moriaceho roztoku a na drôt (anódu) a dosku (katódu) sa privedie určité napätie, čím sa na anóde uvoľní veľké množstvo kyslíka. Hlavné úlohy týchto plynov sú: po prvé, prudké bubliny na povrchu oceľového drôtu a jeho blízkeho elektrolytu vykonávajú mechanické miešanie a odlupovanie, čím podporujú odlupovanie oleja z povrchu oceľového drôtu a urýchľujú proces zmydelňovania a emulgácie oleja a mastnoty; po druhé, kvôli malým bublinám pripojeným na rozhraní medzi kovom a roztokom, keď sú bubliny vonku a oceľový drôt, bubliny sa prilepia na oceľový drôt a veľa oleja sa dostane na povrch roztoku, preto bubliny prilepia veľa oleja prilepeného na oceľový drôt na povrch roztoku, čím sa podporí odlupovanie oleja a zároveň nie je ľahké dosiahnuť vodíkové krehnutie anódy, takže sa dá dosiahnuť dobrý pokov.
1. 2 Pokovovanie drôtu
Najprv sa drôt predspracuje a predponikluje ponorením do pokovovacieho roztoku a privedením určitého napätia na drôt (katódu) a medený plech (anódu). Na anóde medený plech stráca elektróny a v elektrolytickom (pokovovacom) kúpeli vytvára voľné dvojmocné ióny medi:
Cu – 2e→Cu2+
Na katóde sa oceľový drôt elektrolyticky reelektronizuje a dvojmocné ióny medi sa ukladajú na drôte, čím vzniká oceľový drôt s medeným plášťom:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2
Keď je množstvo kyseliny v pokovovacom roztoku nedostatočné, síran meďnatý sa ľahko hydrolyzuje za vzniku oxidu meďnatého. Oxid meďnatý sa zachytáva v pokovovanej vrstve, čím ju uvoľňuje. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Kľúčové komponenty
Vonkajšie optické káble sa zvyčajne skladajú z holých vlákien, voľných trubíc, vodotesných materiálov, spevňujúcich prvkov a vonkajšieho plášťa. Dodávajú sa v rôznych štruktúrach, ako je napríklad centrálna trubicová konštrukcia, vrstvené prameňovanie a kostrová konštrukcia.
Holé vlákna označujú pôvodné optické vlákna s priemerom 250 mikrometrov. Typicky zahŕňajú jadrovú vrstvu, plášťovú vrstvu a povlakovú vrstvu. Rôzne typy holých vlákien majú rôzne veľkosti jadrovej vrstvy. Napríklad jednomódové vlákna OS2 majú zvyčajne 9 mikrometrov, zatiaľ čo multimódové vlákna OM2/OM3/OM4/OM5 majú 50 mikrometrov a multimódové vlákna OM1 majú 62,5 mikrometra. Holé vlákna sú často farebne odlíšené, aby sa rozlíšili medzi viacjadrovými vláknami.
Trubice sú zvyčajne vyrobené z vysokopevnostného technického plastu PBT a používajú sa na uloženie holých vlákien. Poskytujú ochranu a sú naplnené gélom blokujúcim vodu, aby sa zabránilo vniknutiu vody, ktorá by mohla poškodiť vlákna. Gél tiež slúži ako tlmič, ktorý zabraňuje poškodeniu vlákien nárazmi. Výrobný proces trubíc je kľúčový pre zabezpečenie nadmernej dĺžky vlákien.
Medzi materiály blokujúce vodu patrí mazivo blokujúce vodu na káble, priadza blokujúca vodu alebo prášok blokujúci vodu. Na ďalšie zvýšenie celkovej schopnosti kábla blokovať vodu sa bežne používa mazivo blokujúce vodu.
Výstužné prvky sú kovové a nekovové. Kovové prvky sú často vyrobené z fosfátovaných oceľových drôtov, hliníkových pások alebo oceľových pások. Nekovové prvky sú vyrobené predovšetkým z FRP materiálov. Bez ohľadu na použitý materiál musia tieto prvky poskytovať potrebnú mechanickú pevnosť, aby spĺňali štandardné požiadavky, vrátane odolnosti voči ťahu, ohybu, nárazu a krúteniu.
Vonkajšie plášte by mali zohľadňovať prostredie použitia vrátane vodotesnosti, odolnosti voči UV žiareniu a poveternostným vplyvom. Preto sa bežne používa čierny PE materiál, pretože jeho vynikajúce fyzikálne a chemické vlastnosti zaručujú vhodnosť pre vonkajšiu inštaláciu.
2 Príčiny problémov s kvalitou v procese pokovovania meďou a ich riešenia
2. 1 Vplyv predúpravy drôtu na pokovovaciu vrstvu Predúprava drôtu je veľmi dôležitá pri výrobe oceľového drôtu s pokovovaním meďou galvanickým pokovovaním. Ak sa olejový a oxidový film na povrchu drôtu úplne neodstráni, predpokovovaná niklová vrstva nie je dobre pokovovaná a spoj je slabý, čo nakoniec vedie k odpadnutiu hlavnej medenej vrstvy. Preto je dôležité sledovať koncentráciu alkalických a moriacich kvapalín, moriaci a alkalický prúd a či sú čerpadlá v poriadku. Ak nie sú, musia sa okamžite opraviť. Bežné problémy s kvalitou pri predúprave oceľového drôtu a ich riešenia sú uvedené v tabuľke.
2. 2 Stabilita predpokovovacieho roztoku priamo určuje kvalitu predpokovovacej vrstvy a hrá dôležitú úlohu v ďalšom kroku pokovovania meďou. Preto je dôležité pravidelne analyzovať a upravovať pomer zloženia predpokovovaného niklového roztoku a zabezpečiť, aby bol predpokovovaný niklový roztok čistý a nekontaminovaný.
2.3 Vplyv hlavného pokovovacieho roztoku na pokovovaciu vrstvu Pokovovací roztok obsahuje síran meďnatý a kyselinu sírovú ako dve zložky, pričom zloženie tohto pomeru priamo určuje kvalitu pokovovanej vrstvy. Ak je koncentrácia síranu meďnatého príliš vysoká, kryštály síranu meďnatého sa vyzrážajú; ak je koncentrácia síranu meďnatého príliš nízka, drôt sa ľahko spáli a účinnosť pokovovania bude ovplyvnená. Kyselina sírová môže zlepšiť elektrickú vodivosť a prúdovú účinnosť galvanického roztoku, znížiť koncentráciu iónov medi v galvanickom roztoku (rovnaký iónový efekt), čím sa zlepší katódová polarizácia a disperzia galvanického roztoku, čím sa zvýši limit prúdovej hustoty a zabráni sa hydrolýze síranu meďnatého v galvanickom roztoku na oxid meďnatý a jeho vyzrážaniu, čím sa zvýši stabilita pokovovacieho roztoku, ale tiež sa zníži anódová polarizácia, čo prispieva k normálnemu rozpúšťaniu anódy. Treba však poznamenať, že vysoký obsah kyseliny sírovej znižuje rozpustnosť síranu meďnatého. Ak je obsah kyseliny sírovej v pokovovacom roztoku nedostatočný, síran meďnatý sa ľahko hydrolyzuje na oxid meďnatý a zachytáva sa v pokovovacom roztoku, čím sa farba vrstvy stáva tmavou a uvoľnenou. Ak je v pokovovacom roztoku nadbytok kyseliny sírovej a obsah soli medi je nedostatočný, vodík sa čiastočne uvoľňuje v katóde, takže povrch pokovovanej vrstvy sa javí ako škvrnitý. Obsah fosforu v medenom plechu má tiež dôležitý vplyv na kvalitu povlaku. Obsah fosforu by sa mal kontrolovať v rozmedzí od 0,04 % do 0,07 %. Ak je menší ako 0,02 %, je ťažké vytvoriť film, ktorý by zabránil tvorbe iónov medi, a tým sa zvýši množstvo medeného prášku v pokovovacom roztoku. Ak je obsah fosforu vyšší ako 0,1 %, ovplyvní to rozpúšťanie medenej anódy, takže obsah dvojmocných iónov medi v pokovovacom roztoku sa zníži a vytvorí sa veľa anódového kalu. Okrem toho by sa medený plech mal pravidelne oplachovať, aby sa zabránilo znečisteniu pokovovacieho roztoku anódovým kalom a vzniku drsnosti a otrepov v pokovovanej vrstve.
3 Záver
Vďaka spracovaniu vyššie uvedených aspektov je priľnavosť a kontinuita produktu dobrá, kvalita stabilná a výkon vynikajúci. Avšak v skutočnom výrobnom procese existuje mnoho faktorov ovplyvňujúcich kvalitu pokovovanej vrstvy v procese pokovovania. Po zistení problému by sa mal včas analyzovať a preskúmať a mali by sa prijať vhodné opatrenia na jeho vyriešenie.
Čas uverejnenia: 14. júna 2022