กระบวนการผลิตลวดเหล็กเคลือบทองแดงที่ผลิตโดยการชุบด้วยไฟฟ้าและการอภิปรายเรื่องคอมโม

ข่าวสารด้านเทคโนโลยี

กระบวนการผลิตลวดเหล็กเคลือบทองแดงที่ผลิตโดยการชุบด้วยไฟฟ้าและการอภิปรายเรื่องคอมโม

1. บทนำ

สายสื่อสารในการส่งสัญญาณความถี่สูง ตัวนำจะก่อให้เกิดเอฟเฟกต์ผิวหนัง และเมื่อความถี่ของสัญญาณที่ส่งเพิ่มขึ้น เอฟเฟกต์ผิวหนังก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ เอฟเฟกต์ผิวหนังหมายถึงการส่งสัญญาณไปตามพื้นผิวด้านนอกของตัวนำด้านในและพื้นผิวด้านในของตัวนำด้านนอกของสายโคแอกเซียล เมื่อความถี่ของสัญญาณที่ส่งถึงหลายกิโลเฮิรตซ์หรือหลายหมื่นเฮิรตซ์

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ด้วยราคาทองแดงในตลาดโลกที่พุ่งสูงขึ้น และทรัพยากรทองแดงในธรรมชาติก็เริ่มหายากมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น การใช้เหล็กเคลือบทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมเคลือบทองแดงเพื่อทดแทนตัวนำทองแดงจึงกลายเป็นภารกิจสำคัญของอุตสาหกรรมการผลิตลวดและสายเคเบิล แต่ยังรวมถึงการโปรโมตด้วยการใช้พื้นที่ตลาดขนาดใหญ่ด้วย

แต่ลวดในการชุบทองแดงเนื่องจากการบำบัดล่วงหน้าการชุบนิกเกิลล่วงหน้าและกระบวนการอื่น ๆ เช่นเดียวกับผลกระทบของสารละลายชุบทำให้เกิดปัญหาและข้อบกพร่องต่อไปนี้ได้ง่าย: ลวดดำการชุบล่วงหน้าไม่ดีชั้นชุบหลักออกจากผิวส่งผลให้มีการผลิตลวดเสียวัสดุเหลือใช้ทำให้ต้นทุนการผลิตผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องมั่นใจถึงคุณภาพของการเคลือบ บทความนี้จะกล่าวถึงหลักการและขั้นตอนการผลิตลวดเหล็กหุ้มทองแดงโดยการชุบด้วยไฟฟ้าเป็นหลักรวมถึงสาเหตุทั่วไปของปัญหาคุณภาพและวิธีการแก้ไข 1 กระบวนการชุบลวดเหล็กหุ้มทองแดงและสาเหตุ

1.1 การเตรียมลวดเบื้องต้น
ประการแรก ลวดจะจุ่มลงในสารละลายด่างและดอง และแรงดันไฟฟ้าบางอย่างจะถูกนำไปใช้กับลวด (ขั้วบวก) และแผ่น (ขั้วลบ) ขั้วบวกจะตกตะกอนออกซิเจนจำนวนมาก บทบาทหลักของก๊าซเหล่านี้คือ: หนึ่ง ฟองอากาศที่รุนแรงบนพื้นผิวของลวดเหล็กและอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ใกล้เคียงจะทำหน้าที่ในการกวนเชิงกลและการลอกออก จึงส่งเสริมน้ำมันจากพื้นผิวของลวดเหล็ก เร่งกระบวนการสะพอนิฟิเคชันและอิมัลชันของน้ำมันและจารบี ประการที่สอง เนื่องจากมีฟองอากาศขนาดเล็กที่ติดอยู่กับอินเทอร์เฟซระหว่างโลหะและสารละลาย เมื่อฟองอากาศและลวดเหล็กออกมา ฟองอากาศจะเกาะติดกับลวดเหล็กโดยมีน้ำมันจำนวนมากไปที่พื้นผิวของสารละลาย ดังนั้น ฟองอากาศจะนำน้ำมันจำนวนมากที่เกาะติดกับลวดเหล็กไปที่พื้นผิวของสารละลาย ส่งเสริมการกำจัดน้ำมัน และในเวลาเดียวกัน ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำให้ขั้วบวกเปราะเนื่องจากไฮโดรเจน ดังนั้นจึงสามารถชุบได้ดี

1.2 การชุบลวด
ขั้นแรก ลวดจะถูกเคลือบด้วยนิกเกิลก่อนโดยการจุ่มลงในสารละลายชุบ และให้แรงดันไฟฟ้ากับลวด (แคโทด) และแผ่นทองแดง (แอโนด) ที่แอโนด แผ่นทองแดงจะสูญเสียอิเล็กตรอนและสร้างไอออนทองแดงที่มีประจุไฟฟ้าสองประจุอิสระในอ่างอิเล็กโทรไลต์ (ชุบ):

ลูกบาศ์ก – 2e→Cu2+
ที่แคโทด ลวดเหล็กจะถูกทำให้มีอิเล็กตรอนใหม่ด้วยไฟฟ้า และไอออนทองแดงที่มีประจุไฟฟ้า 2 จะถูกสะสมบนลวดเพื่อสร้างลวดเหล็กหุ้มทองแดง:
Cu2 ++ 2e→ ลูกบาศ์ก
Cu2 + + e→ Cu +
ลูกบาศ์ก ++ อี→ ลูกบาศ์ก
2H ++ 2e→ H2

เมื่อปริมาณกรดในสารละลายชุบไม่เพียงพอ คิวปรัสซัลเฟตจะถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายเพื่อสร้างคิวปรัสออกไซด์ คิวปรัสออกไซด์จะถูกกักไว้ในชั้นชุบ ทำให้คลายตัว Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4

I. ส่วนประกอบหลัก

สายเคเบิลออปติกกลางแจ้งโดยทั่วไปประกอบด้วยใยเปล่า ท่อหลวม วัสดุป้องกันน้ำ วัสดุเสริมความแข็งแรง และปลอกหุ้มภายนอก สายเคเบิลมีโครงสร้างต่างๆ เช่น การออกแบบท่อกลาง การพันเป็นชั้น และโครงสร้างโครงกระดูก

ไฟเบอร์เปล่าหมายถึงไฟเบอร์ออปติกดั้งเดิมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 250 ไมโครเมตร โดยทั่วไปจะประกอบด้วยชั้นแกน ชั้นหุ้ม และชั้นเคลือบ ไฟเบอร์เปล่าประเภทต่างๆ จะมีขนาดชั้นแกนต่างกัน ตัวอย่างเช่น ไฟเบอร์ OS2 โหมดเดียวโดยทั่วไปจะมีขนาด 9 ไมโครเมตร ในขณะที่ไฟเบอร์ OM2/OM3/OM4/OM5 หลายโหมดจะมีขนาด 50 ไมโครเมตร และไฟเบอร์ OM1 หลายโหมดจะมีขนาด 62.5 ไมโครเมตร ไฟเบอร์เปล่ามักใช้รหัสสีเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างไฟเบอร์หลายแกน

ท่อหลวมมักทำจากพลาสติกวิศวกรรม PBT ที่มีความแข็งแรงสูง และใช้เพื่อรองรับเส้นใยเปล่า ท่อหลวมจะช่วยปกป้องและบรรจุเจลป้องกันน้ำเพื่อป้องกันการรั่วซึมของน้ำซึ่งอาจทำให้เส้นใยเสียหายได้ เจลยังทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์เพื่อป้องกันเส้นใยเสียหายจากแรงกระแทก กระบวนการผลิตท่อหลวมมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นใยมีความยาวเกิน

วัสดุป้องกันน้ำ ได้แก่ จารบีป้องกันน้ำของสายเคเบิล เส้นด้ายป้องกันน้ำ หรือผงป้องกันน้ำ เพื่อเพิ่มความสามารถในการป้องกันน้ำโดยรวมของสายเคเบิล แนวทางหลักคือการใช้จารบีป้องกันน้ำ

องค์ประกอบเสริมความแข็งแรงมี 2 ประเภท ได้แก่ แบบโลหะและแบบไม่ใช่โลหะ โดยแบบโลหะมักทำจากลวดเหล็กฟอสเฟต เทปอลูมิเนียม หรือเทปเหล็ก ส่วนองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะมักทำจากวัสดุ FRP เป็นหลัก ไม่ว่าจะใช้วัสดุอะไร องค์ประกอบเหล่านี้จะต้องมีความแข็งแรงเชิงกลที่จำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน เช่น ทนทานต่อแรงดึง การดัด แรงกระแทก และการบิด

ปลอกหุ้มภายนอกควรคำนึงถึงสภาพแวดล้อมการใช้งาน เช่น การกันน้ำ ความทนทานต่อรังสี UV และความทนทานต่อสภาพอากาศ ดังนั้น จึงนิยมใช้วัสดุ PE สีดำ เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ยอดเยี่ยมทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร

2 สาเหตุของปัญหาด้านคุณภาพในกระบวนการชุบทองแดงและแนวทางแก้ไข

2.1 อิทธิพลของการบำบัดเบื้องต้นของลวดบนชั้นชุบ การบำบัดเบื้องต้นของลวดมีความสำคัญมากในการผลิตลวดเหล็กหุ้มทองแดงโดยการชุบด้วยไฟฟ้า หากไม่สามารถกำจัดฟิล์มน้ำมันและออกไซด์บนพื้นผิวของลวดได้อย่างสมบูรณ์ แสดงว่าชั้นนิกเกิลที่ชุบไว้ล่วงหน้าไม่ได้รับการชุบอย่างดีและการยึดเกาะไม่ดี ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การหลุดลอกของชั้นชุบทองแดงหลัก ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องคอยสังเกตความเข้มข้นของของเหลวที่มีฤทธิ์เป็นด่างและดอง กระแสดองและด่าง และว่าปั๊มเป็นปกติหรือไม่ และหากไม่เป็นเช่นนั้น จะต้องซ่อมแซมโดยเร็ว ปัญหาคุณภาพทั่วไปในการบำบัดเบื้องต้นของลวดเหล็กและแนวทางแก้ไขแสดงอยู่ในตาราง

2.2 ความเสถียรของสารละลายนิกเกิลก่อนชุบเป็นตัวกำหนดคุณภาพของชั้นชุบล่วงหน้าโดยตรง และมีบทบาทสำคัญในขั้นตอนต่อไปของการชุบทองแดง ดังนั้น จึงมีความสำคัญที่จะต้องวิเคราะห์และปรับอัตราส่วนองค์ประกอบของสารละลายนิกเกิลชุบล่วงหน้าเป็นประจำ และต้องแน่ใจว่าสารละลายนิกเกิลชุบล่วงหน้านั้นสะอาดและไม่ปนเปื้อน

2.3 อิทธิพลของสารละลายชุบหลักต่อชั้นชุบ สารละลายชุบประกอบด้วยคอปเปอร์ซัลเฟตและกรดซัลฟิวริกเป็นสององค์ประกอบ องค์ประกอบของอัตราส่วนจะกำหนดคุณภาพของชั้นชุบโดยตรง หากความเข้มข้นของคอปเปอร์ซัลเฟตสูงเกินไป ผลึกคอปเปอร์ซัลเฟตจะตกตะกอน หากความเข้มข้นของคอปเปอร์ซัลเฟตต่ำเกินไป ลวดจะไหม้ได้ง่ายและประสิทธิภาพการชุบจะได้รับผลกระทบ กรดซัลฟิวริกสามารถปรับปรุงสภาพการนำไฟฟ้าและประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าของสารละลายชุบด้วยไฟฟ้า ลดความเข้มข้นของไอออนทองแดงในสารละลายชุบด้วยไฟฟ้า (ผลของไอออนเหมือนกัน) จึงปรับปรุงการโพลาไรเซชันแคโทดิกและการกระจายตัวของสารละลายชุบด้วยไฟฟ้า ทำให้ขีดจำกัดความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และป้องกันการไฮโดรไลซิสของคิวปรัสซัลเฟตในสารละลายชุบด้วยไฟฟ้าเป็นคิวปรัสออกไซด์และการตกตะกอน เพิ่มความเสถียรของสารละลายชุบ แต่ยังลดโพลาไรเซชันแอโนด ซึ่งเอื้อต่อการละลายของแอโนดตามปกติ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าปริมาณกรดซัลฟิวริกที่สูงจะลดความสามารถในการละลายของคอปเปอร์ซัลเฟต เมื่อปริมาณกรดซัลฟิวริกในสารละลายชุบไม่เพียงพอ คอปเปอร์ซัลเฟตจะถูกไฮโดรไลซิสเป็นคิวปรัสออกไซด์ได้ง่ายและติดอยู่ในชั้นชุบ สีของชั้นจะเข้มและหลวม เมื่อมีกรดซัลฟิวริกเกินในสารละลายชุบและปริมาณเกลือทองแดงไม่เพียงพอไฮโดรเจนจะถูกคายประจุบางส่วนในแคโทดทำให้พื้นผิวของชั้นชุบดูเป็นจุด ปริมาณฟอสฟอรัสในแผ่นทองแดงฟอสฟอรัสยังมีผลกระทบอย่างสำคัญต่อคุณภาพของการเคลือบปริมาณฟอสฟอรัสควรได้รับการควบคุมในช่วง 0.04% ถึง 0.07% หากน้อยกว่า 0.02% จะยากที่จะสร้างฟิล์มเพื่อป้องกันการผลิตไอออนของทองแดงทำให้ผงทองแดงในสารละลายชุบเพิ่มขึ้น หากปริมาณฟอสฟอรัสเกิน 0.1% จะส่งผลต่อการละลายของขั้วบวกของทองแดงทำให้ปริมาณไอออนทองแดงสองประจุในสารละลายชุบลดลงและเกิดโคลนขั้วบวกจำนวนมาก นอกจากนี้ ควรล้างแผ่นทองแดงเป็นประจำเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกอนขั้วบวกปนเปื้อนสารละลายชุบและทำให้เกิดความหยาบและรอยเสี้ยนในชั้นชุบ

3 บทสรุป

จากการประมวลผลของด้านต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้น การยึดเกาะและความต่อเนื่องของผลิตภัณฑ์นั้นดี คุณภาพมีเสถียรภาพ และประสิทธิภาพเป็นเลิศ อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผลิตจริง มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของชั้นชุบในกระบวนการชุบ เมื่อพบปัญหาแล้ว ควรวิเคราะห์และศึกษาในเวลาที่เหมาะสม และควรใช้มาตรการที่เหมาะสมเพื่อแก้ไขปัญหา


เวลาโพสต์: 14 มิ.ย. 2565