1. Introduzione
Nei cavi di comunicazione, nella trasmissione di segnali ad alta frequenza, i conduttori producono l'effetto pelle, che diventa sempre più grave con l'aumentare della frequenza del segnale trasmesso. Il cosiddetto effetto pelle si riferisce alla trasmissione dei segnali lungo la superficie esterna del conduttore interno e la superficie interna del conduttore esterno di un cavo coassiale quando la frequenza del segnale trasmesso raggiunge diversi kilohertz o decine di migliaia di hertz.
In particolare, con l'impennata del prezzo internazionale del rame e la crescente scarsità delle risorse di rame in natura, l'uso di fili di acciaio o di alluminio rivestiti di rame per sostituire i conduttori di rame è diventato un compito importante per l'industria manifatturiera di fili e cavi, ma anche per la sua promozione con l'utilizzo di un ampio spazio di mercato.
Tuttavia, il filo rivestito in rame, a causa del pretrattamento, della pre-placcatura in nichel e di altri processi, nonché dell'impatto della soluzione di placcatura, può facilmente presentare i seguenti problemi e difetti: annerimento del filo, pre-placcatura non ottimale, distacco dello strato di placcatura principale dalla superficie, con conseguente produzione di filo di scarto e spreco di materiale, con conseguente aumento dei costi di produzione. Pertanto, è estremamente importante garantire la qualità del rivestimento. Questo articolo discute principalmente i principi e le procedure di processo per la produzione di filo di acciaio rivestito in rame mediante galvanica, nonché le cause comuni dei problemi di qualità e i metodi di risoluzione. 1 Processo di placcatura del filo di acciaio rivestito in rame e le sue cause
1. 1 Pretrattamento del filo
Innanzitutto, il filo viene immerso in una soluzione alcalina e decapante e una certa tensione viene applicata al filo (anodo) e alla piastra (catodo); l'anodo precipita una grande quantità di ossigeno. I ruoli principali di questi gas sono: in primo luogo, le bolle violente sulla superficie del filo d'acciaio e il suo elettrolita vicino svolgono un'agitazione meccanica e un effetto di stripping, favorendo così la rimozione dell'olio dalla superficie del filo d'acciaio, accelerando il processo di saponificazione ed emulsionamento di olio e grasso; in secondo luogo, a causa delle minuscole bolle attaccate all'interfaccia tra il metallo e la soluzione, con le bolle e il filo d'acciaio fuori, le bolle aderiranno al filo d'acciaio con molto olio sulla superficie della soluzione, quindi, le bolle porteranno molto olio aderente al filo d'acciaio sulla superficie della soluzione, favorendone così la rimozione e, allo stesso tempo, non è facile produrre l'infragilimento da idrogeno dell'anodo, in modo da ottenere una buona placcatura.
1. 2 Placcatura del filo
Innanzitutto, il filo viene pretrattato e preplaccato con nichel immergendolo nella soluzione di placcatura e applicando una certa tensione al filo (catodo) e alla piastra di rame (anodo). All'anodo, la piastra di rame perde elettroni e forma ioni di rame bivalenti liberi nel bagno elettrolitico (di placcatura):
Cu – 2e→Cu2+
Al catodo, il filo di acciaio viene rielettronizzato elettroliticamente e gli ioni di rame bivalenti vengono depositati sul filo per formare un filo di acciaio rivestito di rame:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2
Quando la quantità di acido nella soluzione di placcatura è insufficiente, il solfato rameoso viene facilmente idrolizzato per formare ossido rameoso. L'ossido rameoso rimane intrappolato nello strato di placcatura, rendendolo distaccato. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Componenti chiave
I cavi ottici per esterni sono generalmente costituiti da fibre nude, tubo flessibile, materiali impermeabili, elementi di rinforzo e guaina esterna. Sono disponibili in diverse strutture, come il design a tubo centrale, la struttura a strati e la struttura a scheletro.
Le fibre nude si riferiscono alle fibre ottiche originali con un diametro di 250 micrometri. In genere includono lo strato centrale, lo strato di rivestimento e lo strato di rivestimento. Diversi tipi di fibre nude hanno diverse dimensioni dello strato centrale. Ad esempio, le fibre monomodali OS2 hanno generalmente un diametro di 9 micrometri, mentre le fibre multimodali OM2/OM3/OM4/OM5 hanno un diametro di 50 micrometri e le fibre multimodali OM1 hanno un diametro di 62,5 micrometri. Le fibre nude sono spesso codificate a colori per distinguere le fibre multi-core.
I tubi flessibili sono solitamente realizzati in materiale plastico ingegneristico PBT ad alta resistenza e vengono utilizzati per ospitare le fibre nude. Offrono protezione e sono riempiti con gel idrorepellente per impedire l'ingresso di acqua che potrebbe danneggiare le fibre. Il gel funge anche da cuscinetto per prevenire danni alle fibre dovuti a urti. Il processo di produzione dei tubi flessibili è fondamentale per garantire la lunghezza eccessiva delle fibre.
I materiali impermeabilizzanti includono grasso per cavi, filato impermeabile o polvere impermeabile. Per migliorare ulteriormente la capacità complessiva di impermeabilizzazione del cavo, l'approccio più diffuso prevede l'utilizzo di grasso impermeabile.
Gli elementi di rinforzo sono disponibili in versione metallica e non metallica. Quelli metallici sono spesso realizzati con fili di acciaio fosfatato, nastri di alluminio o nastri di acciaio. Gli elementi non metallici sono principalmente realizzati con materiali FRP. Indipendentemente dal materiale utilizzato, questi elementi devono fornire la resistenza meccanica necessaria per soddisfare i requisiti standard, tra cui resistenza a trazione, flessione, impatto e torsione.
Le guaine esterne devono tenere conto dell'ambiente di utilizzo, tra cui impermeabilità, resistenza ai raggi UV e agli agenti atmosferici. Pertanto, il materiale PE nero è comunemente utilizzato, poiché le sue eccellenti proprietà fisiche e chimiche ne garantiscono l'idoneità all'installazione in esterni.
2 Le cause dei problemi di qualità nel processo di placcatura del rame e le loro soluzioni
2.1 L'influenza del pretrattamento del filo sullo strato di placcatura Il pretrattamento del filo è molto importante nella produzione di filo di acciaio ramato mediante elettrodeposizione. Se la pellicola di olio e ossido sulla superficie del filo non viene completamente eliminata, lo strato di nichel prerivestito non viene placcato correttamente e la saldatura è scarsa, il che alla fine porterà alla caduta dello strato di placcatura di rame principale. È quindi importante tenere d'occhio la concentrazione dei liquidi alcalini e di decapaggio, la corrente di decapaggio e alcalina e se le pompe sono normali; in caso contrario, devono essere riparate tempestivamente. I problemi di qualità comuni nel pretrattamento del filo di acciaio e le relative soluzioni sono riportati nella Tabella.
2. 2 La stabilità della soluzione di pre-nichel determina direttamente la qualità dello strato di pre-placcatura e gioca un ruolo importante nella fase successiva della ramatura. Pertanto, è importante analizzare e regolare regolarmente il rapporto di composizione della soluzione di nichel pre-placcata e assicurarsi che la soluzione di nichel pre-placcata sia pulita e non contaminata.
2.3 L'influenza della soluzione di placcatura principale sullo strato di placcatura La soluzione di placcatura contiene solfato di rame e acido solforico come due componenti, la composizione del rapporto determina direttamente la qualità dello strato di placcatura. Se la concentrazione di solfato di rame è troppo elevata, i cristalli di solfato di rame precipiteranno; se la concentrazione di solfato di rame è troppo bassa, il filo si brucerà facilmente e l'efficienza di placcatura ne risentirà. L'acido solforico può migliorare la conduttività elettrica e l'efficienza di corrente della soluzione di galvanica, ridurre la concentrazione di ioni rame nella soluzione di galvanica (lo stesso effetto ionico), migliorando così la polarizzazione catodica e la dispersione della soluzione di galvanica, in modo che il limite di densità di corrente aumenti e prevenendo l'idrolisi del solfato rameoso nella soluzione di galvanica in ossido rameoso e precipitazione, aumentando la stabilità della soluzione di galvanica, ma anche riducendo la polarizzazione anodica, che favorisce la normale dissoluzione dell'anodo. Tuttavia, è opportuno notare che un elevato contenuto di acido solforico riduce la solubilità del solfato di rame. Quando il contenuto di acido solforico nella soluzione di placcatura è insufficiente, il solfato di rame viene facilmente idrolizzato in ossido rameoso e intrappolato nello strato di placcatura, il cui colore diventa scuro e poco denso; quando c'è un eccesso di acido solforico nella soluzione di placcatura e il contenuto di sale di rame è insufficiente, l'idrogeno verrà parzialmente scaricato nel catodo, facendo apparire la superficie dello strato di placcatura a chiazze. Anche il contenuto di fosforo nelle piastre di rame ha un impatto importante sulla qualità del rivestimento; il contenuto di fosforo deve essere controllato nell'intervallo tra lo 0,04% e lo 0,07%; se inferiore allo 0,02%, è difficile formare una pellicola che impedisca la produzione di ioni rame, aumentando così la polvere di rame nella soluzione di placcatura; Un contenuto di fosforo superiore allo 0,1% compromette la dissoluzione dell'anodo di rame, con conseguente diminuzione del contenuto di ioni di rame bivalenti nella soluzione di placcatura e conseguente formazione di fanghi anodici. Inoltre, la piastra di rame deve essere risciacquata regolarmente per evitare che i fanghi anodici contaminino la soluzione di placcatura e causino rugosità e sbavature nello strato di placcatura.
3 Conclusion
Grazie all'elaborazione degli aspetti sopra menzionati, l'adesione e la continuità del prodotto risultano buone, la qualità è stabile e le prestazioni eccellenti. Tuttavia, nel processo produttivo vero e proprio, sono molti i fattori che influenzano la qualità dello strato di placcatura; una volta individuato il problema, è necessario analizzarlo e studiarlo tempestivamente e adottare misure appropriate per risolverlo.
Data di pubblicazione: 14-06-2022