1. Sissejuhatus
Kõrgsagedussignaalide edastamisel sidekaablis tekivad juhistes nahaefektid ning edastatava signaali sageduse suurenemisega muutub nahaefekt üha tõsisemaks. Nn nahaefekt viitab signaali edastamisele koaksiaalkaabli sisemise juhi välispinna ja välimise juhi sisepinna vahel, kui edastatava signaali sagedus ulatub mitme kilohertsini või kümnete tuhandete hertsideni.
Eelkõige vase rahvusvahelise hinna hüppelise tõusu ja looduslike vasevarude üha väheneva vähenemise tõttu on vasega kaetud teras- või alumiiniumtraadi kasutamine vaskjuhtide asendamiseks muutunud oluliseks ülesandeks juhtmete ja kaablite tootmise tööstuses, aga ka selle edendamiseks suure turupinna abil.
Kuid vasega kaetud traadil võivad eeltöötluse, nikliga katmise ja muude protsesside ning katmislahuse mõju tõttu tekkida järgmised probleemid ja defektid: traadi mustumine, halb eelkatmine, peamine katmiskiht eraldub, mille tulemuseks on traadijäätmed ja materjalijäätmed, mis omakorda suurendavad toote tootmiskulusid. Seetõttu on äärmiselt oluline tagada katte kvaliteet. Käesolevas artiklis käsitletakse peamiselt vasega kaetud terastraadi galvaanilise tootmise protsessi põhimõtteid ja protseduure, samuti kvaliteediprobleemide levinumaid põhjuseid ja lahendusmeetodeid. 1. Vasega kaetud terastraadi katmise protsess ja selle põhjused
1. 1 Traadi eeltöötlus
Esiteks kastetakse traat leeliselisse ja peitsimislahusesse ning traadile (anoodile) ja plaadile (katoodile) rakendatakse teatud pinget, mille tulemusel anood eraldab suures koguses hapnikku. Nende gaaside peamine roll on järgmine: esiteks, terastraadi pinnal ja selle lähedal asuvas elektrolüüdis tekkivad tugevad mullid tekitavad mehaanilise raputamise ja eemaldamise efekti, soodustades õli eraldumist terastraadi pinnalt ning kiirendades õli ja rasva seebistumis- ja emulgeerumisprotsessi; teiseks, kuna metalli ja lahuse vahelisele liidesele on kinnitunud pisikesi mulle, mis mullide ja terastraadi eemaldumisel kleepuvad terastraadile ja suure hulga õliga lahuse pinnale. Seetõttu toovad mullid lahuse pinnale suure hulga terastraadile kleepunud õli, soodustades õli eemaldamist. Samal ajal ei ole anoodi vesinikrabestumist lihtne tekitada, mistõttu on võimalik saada hea kate.
1. 2 Traadi galvaniseerimine
Esmalt eeltöödeldakse ja kaetakse traat nikliga, kastes selle katmislahusesse ning rakendades traadile (katoodile) ja vaskplaadile (anoodile) teatud pinget. Anoodil kaotab vaskplaat elektrone ja moodustab elektrolüüsivannis (katmisvannis) vabu kahevalentseid vaseioone:
Cu–2e→Cu2+
Katoodil elektrolüütiliselt reelektroniseeritakse terastraat ja kahevalentsed vaseioonid sadestuvad traadile, moodustades vasega kaetud terastraadi:
Cu2 + + 2e → Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e → H2
Kui katmislahuses on ebapiisav happe kogus, hüdrolüüsub vasksulfaat kergesti vaskoksiidiks. Vaskoksiid jääb katmiskihti kinni, muutes selle lahtiseks. Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4
I. Põhikomponendid
Välistingimustes kasutatavad optilised kaablid koosnevad üldiselt paljaskiududest, lahtistest torudest, vetthülgavatest materjalidest, tugevduselementidest ja väliskestast. Neid on saadaval mitmesuguste konstruktsioonidega, näiteks tsentraalse toruga, kihtstruktuuriga ja karkassstruktuuriga.
Paljad kiud viitavad originaalsetele optilistele kiududele läbimõõduga 250 mikromeetrit. Need koosnevad tavaliselt südamikkihist, kattekihist ja kattekihist. Erinevat tüüpi paljastel kiududel on erinevad südamikkihi suurused. Näiteks ühemoodilised OS2 kiud on üldiselt 9 mikromeetrit, samas kui mitmemoodilised OM2/OM3/OM4/OM5 kiud on 50 mikromeetrit ja mitmemoodilised OM1 kiud on 62,5 mikromeetrit. Paljad kiud on sageli värvikoodiga tähistatud, et eristada mitmetuumalisi kiude.
Lahtised torud on tavaliselt valmistatud ülitugevast PBT-plastist ja neid kasutatakse paljaste kiudude mahutamiseks. Need pakuvad kaitset ja on täidetud vett blokeeriva geeliga, et vältida vee sissetungimist, mis võiks kiude kahjustada. Geel toimib ka puhvrina, et vältida kiudude kahjustumist löökide korral. Lahtiste torude tootmisprotsess on kiudude liigse pikkuse tagamiseks ülioluline.
Veetõkete hulka kuuluvad kaabli veetõkkemääre, veetõkkelõng või veetõkkepulber. Kaabli üldise veetõkkevõime edasiseks parandamiseks on tavaks kasutada veetõkkemääret.
Tugevduselemente on nii metallist kui ka mittemetallist. Metallist elemendid on sageli valmistatud fosfaaditud terastraadist, alumiiniumlintidest või teraslintidest. Mittemetallist elemendid on peamiselt valmistatud FRP-materjalidest. Sõltumata kasutatud materjalist peavad need elemendid tagama vajaliku mehaanilise tugevuse, et vastata standardnõuetele, sealhulgas vastupidavuse pingele, painutamisele, löögile ja keerdumisele.
Väliskesta valimisel tuleks arvestada kasutuskeskkonnaga, sh veekindluse, UV-kindluse ja ilmastikukindlusega. Seetõttu kasutatakse tavaliselt musta PE-materjali, kuna selle suurepärased füüsikalised ja keemilised omadused tagavad sobivuse välistingimustes paigaldamiseks.
2 Vase katmise protsessi kvaliteediprobleemide põhjused ja nende lahendused
2.1 Traadi eeltöötluse mõju kattekihile Traadi eeltöötlus on vasega plakeeritud terastraadi galvaniseerimisel väga oluline. Kui traadi pinnal olevat õli- ja oksiidikihti ei eemaldata täielikult, siis pole eelkattega niklikiht hästi kaetud ja nakkuvus on halb, mis viib lõpuks vase põhikihi mahakukkumiseni. Seetõttu on oluline jälgida leeliselise ja peitsimisvedeliku kontsentratsiooni, peitsimis- ja leeliselist voolu ning seda, kas pumbad on normaalsed. Kui mitte, tuleb need kiiresti parandada. Terastraadi eeltöötluse levinumad kvaliteediprobleemid ja nende lahendused on esitatud tabelis.
2.2 Eelneva niklilahuse stabiilsus määrab otseselt eelkatmise kihi kvaliteedi ja mängib olulist rolli vasega katmise järgmises etapis. Seetõttu on oluline eelkatmise niklilahuse koostise suhet regulaarselt analüüsida ja reguleerida ning tagada, et eelkatmise niklilahus oleks puhas ja saastumata.
2.3 Põhilise katmislahuse mõju katmiskihile Katmislahus sisaldab kahe komponendina vasksulfaati ja väävelhapet, mille suhe määrab otseselt katmiskihi kvaliteedi. Kui vasksulfaadi kontsentratsioon on liiga kõrge, sadestuvad vasksulfaadi kristallid; kui vasksulfaadi kontsentratsioon on liiga madal, kõrbeb traat kergesti ja katmise efektiivsus väheneb. Väävelhape võib parandada katmislahuse elektrijuhtivust ja voolutõhusust, vähendada vaseioonide kontsentratsiooni katmislahuses (sama ioonefekt), parandades seeläbi katoodset polarisatsiooni ja katmislahuse dispersiooni, nii et voolutiheduse piir suureneb, ning takistada vasksulfaadi hüdrolüüsi vaskoksiidiks ja sadestumist katmislahuses, suurendades katmislahuse stabiilsust, aga vähendades ka anoodset polarisatsiooni, mis soodustab anoodi normaalset lahustumist. Siiski tuleb märkida, et kõrge väävelhappe sisaldus vähendab vasksulfaadi lahustuvust. Kui katmislahuse väävelhappe sisaldus on ebapiisav, hüdrolüüsub vasksulfaat kergesti vaskoksiidiks ja kinnistub katmiskihti, mille tulemusel kihi värvus muutub tumedaks ja lahtiseks; kui katmislahuses on liiga palju väävelhapet ja vasesoola sisaldus on ebapiisav, vabaneb vesinik osaliselt katoodis, mistõttu katmiskihi pind on täpiline. Vaskplaadi fosforisisaldusel on samuti oluline mõju katte kvaliteedile, fosforisisaldust tuleks kontrollida vahemikus 0,04–0,07%; kui see on alla 0,02%, on vaseioonide teket takistava kilet raske moodustada, suurendades seega vasepulbri sisaldust katmislahuses; kui fosforisisaldus on üle 0,1%, mõjutab see vaseanoodi lahustumist, mistõttu kahevalentsete vaseioonide sisaldus katmislahuses väheneb ja tekib palju anoodimuda. Lisaks tuleks vaskplaati regulaarselt loputada, et vältida anoodimuda katmislahuse saastumist ning kareduse ja ebatasasuste tekkimist katmiskihis.
3 Kokkuvõte
Tänu ülalmainitud aspektide töötlemisele on toote haarduvus ja järjepidevus head, kvaliteet stabiilne ja jõudlus suurepärane. Tegelikus tootmisprotsessis mõjutavad aga plaadistuskihi kvaliteeti paljud tegurid. Kui probleem on leitud, tuleks seda õigeaegselt analüüsida ja uurida ning võtta asjakohaseid meetmeid selle lahendamiseks.
Postituse aeg: 14. juuni 2022