1. บทนำ
สายเคเบิลสื่อสารในการส่งสัญญาณความถี่สูง ตัวนำจะทำให้เกิดผลกระทบต่อผิวหนัง และด้วยการเพิ่มความถี่ของสัญญาณที่ส่ง ผลกระทบต่อผิวหนังจะรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ เอฟเฟกต์ผิวหนังที่เรียกว่าหมายถึงการส่งสัญญาณไปตามพื้นผิวด้านนอกของตัวนำด้านในและพื้นผิวด้านในของตัวนำด้านนอกของสายโคแอกเซียลเมื่อความถี่ของสัญญาณที่ส่งถึงหลายกิโลเฮิรตซ์หรือหมื่นเฮิรตซ์
โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยราคาทองแดงที่ทะยานขึ้นในระดับสากลและทรัพยากรทองแดงในธรรมชาติกำลังขาดแคลนมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นการใช้เหล็กหุ้มทองแดงหรือลวดอลูมิเนียมหุ้มทองแดงเพื่อทดแทนตัวนำทองแดงจึงกลายเป็นงานสำคัญสำหรับลวดและ อุตสาหกรรมการผลิตสายเคเบิล แต่ยังเพื่อการส่งเสริมด้วยการใช้พื้นที่ตลาดขนาดใหญ่
แต่ลวดในการชุบทองแดงเนื่องจากการเตรียมการก่อนการชุบนิกเกิลและกระบวนการอื่น ๆ ตลอดจนผลกระทบของสารละลายการชุบทำให้เกิดปัญหาและข้อบกพร่องต่อไปนี้ได้ง่าย: การใส่ร้ายป้ายสีลวดการชุบล่วงหน้าไม่ดี ซึ่งเป็นชั้นเคลือบหลักที่หลุดออกจากผิวหนังส่งผลให้มีการผลิตเศษลวด เศษวัสดุ ทำให้ต้นทุนการผลิตผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องมั่นใจในคุณภาพของการเคลือบ บทความนี้จะกล่าวถึงหลักการและขั้นตอนกระบวนการสำหรับการผลิตลวดเหล็กหุ้มทองแดงโดยการชุบด้วยไฟฟ้าเป็นหลัก รวมถึงสาเหตุทั่วไปของปัญหาด้านคุณภาพและวิธีการแก้ไข 1 กระบวนการชุบลวดเหล็กหุ้มทองแดงและสาเหตุ
1. 1 การเตรียมลวดล่วงหน้า
ขั้นแรกให้จุ่มลวดลงในสารละลายอัลคาไลน์และสารละลายดองและจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับลวด (ขั้วบวก) และแผ่น (แคโทด) ซึ่งขั้วบวกจะตกตะกอนออกซิเจนจำนวนมาก บทบาทหลักของก๊าซเหล่านี้คือ: ฟองสบู่ที่รุนแรงบนพื้นผิวของลวดเหล็กและอิเล็กโทรไลต์ใกล้เคียงทำให้เกิดการกวนเชิงกลและการปอก จึงส่งเสริมน้ำมันจากพื้นผิวของลวดเหล็ก เร่งกระบวนการสะพอนิฟิเคชันและอิมัลชันของ น้ำมันและไขมัน ประการที่สอง เนื่องจากมีฟองเล็กๆ ติดอยู่บนรอยต่อระหว่างโลหะกับสารละลาย โดยฟองและลวดเหล็กออกมา ฟองอากาศจะเกาะติดกับลวดเหล็กที่มีน้ำมันอยู่มากที่พื้นผิวของสารละลาย ดังนั้น ฟองอากาศจะนำน้ำมันจำนวนมากที่เกาะติดกับลวดเหล็กมาสู่พื้นผิวของสารละลาย ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการกำจัดน้ำมัน และในเวลาเดียวกัน มันไม่ง่ายเลยที่จะทำให้เกิดการแตกตัวของไฮโดรเจนของขั้วบวก เพื่อให้ดี สามารถรับการชุบได้
1. 2 การชุบลวด
ขั้นแรก ลวดจะถูกเตรียมและชุบนิกเกิลล่วงหน้าโดยการจุ่มลวดลงในสารละลายการชุบ และใช้แรงดันไฟฟ้ากับสายไฟ (แคโทด) และแผ่นทองแดง (แอโนด) ที่ขั้วบวก แผ่นทองแดงจะสูญเสียอิเล็กตรอนและสร้างไอออนทองแดงไดเวเลนต์อิสระในอ่างอิเล็กโทรไลต์ (การชุบ):
Cu – 2e → Cu2+
ที่แคโทด ลวดเหล็กจะถูกอิเล็กโทรไลต์อีกครั้งด้วยไฟฟ้า และไอออนทองแดงไดวาเลนต์จะถูกสะสมไว้บนลวดเพื่อสร้างลวดเหล็กหุ้มทองแดง:
Cu2 + + 2e→ ลูกบาศ์ก
Cu2 + + อี→ Cu +
ลูกบาศ์ก + + อี→ ลูกบาศ์ก
2H + + 2e → H2
เมื่อปริมาณกรดในสารละลายชุบไม่เพียงพอ ซัลเฟตซัลเฟตจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างง่ายดายเพื่อสร้างออกไซด์ออกไซด์ ถ้วยออกไซด์ออกไซด์ติดอยู่ในชั้นชุบทำให้หลวม Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4
I. ส่วนประกอบสำคัญ
สายเคเบิลออปติกกลางแจ้งโดยทั่วไปประกอบด้วยเส้นใยเปลือย ท่อหลวม วัสดุปิดกั้นน้ำ ส่วนประกอบเสริมความแข็งแรง และเปลือกด้านนอก มีโครงสร้างหลากหลาย เช่น การออกแบบท่อตรงกลาง การพันเกลียวเป็นชั้น และโครงสร้างโครงกระดูก
เส้นใยเปลือยหมายถึงเส้นใยนำแสงดั้งเดิมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 250 ไมโครเมตร โดยทั่วไปจะประกอบด้วยชั้นแกนกลาง ชั้นหุ้ม และชั้นเคลือบ เส้นใยเปลือยประเภทต่างๆ มีขนาดชั้นแกนกลางต่างกัน ตัวอย่างเช่น เส้นใย OS2 โหมดเดี่ยวโดยทั่วไปจะมีขนาด 9 ไมโครเมตร ในขณะที่เส้นใย OM2/OM3/OM4/OM5 แบบมัลติโหมดมีขนาด 50 ไมโครเมตร และเส้นใย OM1 แบบมัลติโหมดมีขนาด 62.5 ไมโครเมตร เส้นใยเปลือยมักจะมีรหัสสีเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างเส้นใยแบบมัลติคอร์
ท่อหลวมมักทำจากพลาสติกวิศวกรรม PBT ที่มีความแข็งแรงสูง และใช้เพื่อรองรับเส้นใยเปลือย ให้การปกป้องและเติมเจลปิดกั้นน้ำเพื่อป้องกันน้ำซึมเข้าไปซึ่งอาจทำให้เส้นใยเสียหายได้ เจลยังทำหน้าที่เป็นตัวกันกระแทกเพื่อป้องกันความเสียหายของเส้นใยจากการกระแทก กระบวนการผลิตท่อหลวมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นใยมีความยาวเกิน
วัสดุปิดกั้นน้ำ ได้แก่ จาระบีปิดกั้นน้ำสำหรับสายเคเบิล เส้นด้ายปิดกั้นน้ำ หรือผงปิดกั้นน้ำ เพื่อเพิ่มความสามารถในการปิดกั้นน้ำโดยรวมของสายเคเบิล แนวทางหลักคือการใช้จาระบีปิดกั้นน้ำ
องค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งมีทั้งแบบโลหะและอโลหะ โลหะมักทำจากลวดเหล็กฟอสเฟต เทปอะลูมิเนียม หรือเทปเหล็ก องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะทำจากวัสดุ FRP เป็นหลัก ไม่ว่าวัสดุที่ใช้จะเป็นชนิดใดก็ตาม องค์ประกอบเหล่านี้จะต้องมีความแข็งแรงเชิงกลที่จำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน รวมถึงความต้านทานต่อแรงดึง การโค้งงอ แรงกระแทก และการบิดตัว
เปลือกนอกควรคำนึงถึงสภาพแวดล้อมการใช้งาน รวมถึงการกันน้ำ ทนต่อรังสียูวี และทนต่อสภาพอากาศ ดังนั้นจึงมักใช้วัสดุ PE สีดำ เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีเยี่ยมทำให้มั่นใจได้ว่าเหมาะสำหรับการติดตั้งกลางแจ้ง
2 สาเหตุของปัญหาคุณภาพในกระบวนการชุบทองแดงและแนวทางแก้ไข
2. 1 อิทธิพลของการเตรียมลวดเบื้องต้นบนชั้นชุบ การเตรียมลวดล่วงหน้ามีความสำคัญมากในการผลิตลวดเหล็กหุ้มทองแดงโดยการชุบด้วยไฟฟ้า หากฟิล์มน้ำมันและออกไซด์บนพื้นผิวของลวดไม่ได้ถูกกำจัดออกไปอย่างสมบูรณ์ ชั้นนิกเกิลที่ชุบไว้ล่วงหน้าจะไม่ได้รับการชุบอย่างดีและการยึดเกาะไม่ดี ซึ่งในที่สุดจะส่งผลให้ชั้นการชุบทองแดงหลักหลุดออกไปในที่สุด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องจับตาดูความเข้มข้นของของเหลวที่เป็นด่างและของเสีย กระแสของกรดและด่าง และปั๊มเป็นปกติหรือไม่ และหากไม่เป็นเช่นนั้น ก็ต้องซ่อมแซมทันที ปัญหาด้านคุณภาพทั่วไปในการเตรียมลวดเหล็กเบื้องต้นและวิธีแก้ปัญหาแสดงไว้ในตาราง 1
2. 2 ความเสถียรของสารละลายพรีนิกเกิลจะกำหนดคุณภาพของชั้นเคลือบล่วงหน้าโดยตรง และมีบทบาทสำคัญในขั้นตอนต่อไปของการชุบทองแดง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องวิเคราะห์และปรับอัตราส่วนองค์ประกอบของสารละลายนิกเกิลที่ชุบไว้ล่วงหน้าอย่างสม่ำเสมอ และเพื่อให้แน่ใจว่าสารละลายนิกเกิลที่ชุบไว้ล่วงหน้านั้นสะอาดและไม่มีการปนเปื้อน
2.3 อิทธิพลของสารละลายการชุบหลักต่อชั้นการชุบ สารละลายการชุบประกอบด้วยคอปเปอร์ซัลเฟตและกรดซัลฟิวริกเป็นองค์ประกอบสองประการ องค์ประกอบของอัตราส่วนจะกำหนดคุณภาพของชั้นการชุบโดยตรง หากความเข้มข้นของคอปเปอร์ซัลเฟตสูงเกินไป ผลึกคอปเปอร์ซัลเฟตจะถูกตกตะกอน ถ้าความเข้มข้นของคอปเปอร์ซัลเฟตต่ำเกินไป ลวดจะไหม้เกรียมได้ง่าย และประสิทธิภาพการชุบจะได้รับผลกระทบ กรดซัลฟิวริกสามารถปรับปรุงการนำไฟฟ้าและประสิทธิภาพในปัจจุบันของสารละลายการชุบด้วยไฟฟ้า ลดความเข้มข้นของไอออนทองแดงในสารละลายการชุบด้วยไฟฟ้า (เอฟเฟกต์ไอออนเดียวกัน) ซึ่งจะช่วยปรับปรุงโพลาไรเซชันแบบแคโทดและการกระจายตัวของสารละลายการชุบด้วยไฟฟ้า เพื่อให้ความหนาแน่นกระแส เพิ่มขีดจำกัด และป้องกันการไฮโดรไลซิสของ cuprous sulphate ในสารละลายการชุบด้วยไฟฟ้าเป็น cuprous ออกไซด์และการตกตะกอน เพิ่มความเสถียรของสารละลายการชุบ แต่ยังลดโพลาไรเซชันของขั้วบวกซึ่งเอื้อต่อการละลายตามปกติของขั้วบวก อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าปริมาณกรดซัลฟิวริกสูงจะลดการละลายของคอปเปอร์ซัลเฟต เมื่อปริมาณกรดซัลฟิวริกในสารละลายการชุบไม่เพียงพอ คอปเปอร์ซัลเฟตจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างง่ายดายเป็นออกไซด์ถ้วยและติดอยู่ในชั้นการชุบ สีของชั้นจะเข้มและหลวม เมื่อมีกรดซัลฟิวริกมากเกินไปในสารละลายการชุบและมีปริมาณเกลือของทองแดงไม่เพียงพอ ไฮโดรเจนจะถูกระบายออกบางส่วนในแคโทด เพื่อให้พื้นผิวของชั้นการชุบปรากฏไม่แน่นอน ปริมาณฟอสฟอรัสในแผ่นทองแดงยังมีผลกระทบสำคัญต่อคุณภาพของการเคลือบ ปริมาณฟอสฟอรัสควรควบคุมในช่วง 0.04% ถึง 0.07% ถ้าน้อยกว่า 0.02% เป็นเรื่องยากที่จะสร้าง ฟิล์มป้องกันการเกิดไอออนของทองแดง ส่งผลให้ผงทองแดงในสารละลายชุบเพิ่มขึ้น หากปริมาณฟอสฟอรัสมากกว่า 0.1% จะส่งผลต่อการละลายของขั้วบวกทองแดง ดังนั้นเนื้อหาของไอออนทองแดงไบวาเลนต์ในสารละลายชุบจะลดลง และสร้างโคลนแอโนดจำนวนมาก นอกจากนี้ควรล้างแผ่นทองแดงเป็นประจำเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกอนแอโนดปนเปื้อนสารละลายการชุบและทำให้เกิดความหยาบและขรุขระในชั้นการชุบ
3 บทสรุป
ผ่านการประมวลผลด้านดังกล่าวข้างต้น การยึดเกาะและความต่อเนื่องของผลิตภัณฑ์เป็นสิ่งที่ดี คุณภาพมีเสถียรภาพ และประสิทธิภาพเป็นเลิศ อย่างไรก็ตามในกระบวนการผลิตจริงมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของชั้นชุบในกระบวนการชุบ เมื่อพบปัญหาแล้ว ควรวิเคราะห์และศึกษาอย่างทันท่วงที และควรใช้มาตรการที่เหมาะสมในการแก้ปัญหา
เวลาโพสต์: 14 มิ.ย.-2022