1. Giriş
Yüksek frekanslı sinyallerin iletiminde, iletişim kablolarında iletkenler yüzey etkisi oluşturur ve iletilen sinyalin frekansı arttıkça bu yüzey etkisi daha da ciddi hale gelir. Yüzey etkisi olarak adlandırılan bu durum, iletilen sinyalin frekansı birkaç kilohertz veya on binlerce hertz'e ulaştığında, koaksiyel kablonun iç iletkeninin dış yüzeyi ile dış iletkeninin iç yüzeyi arasında sinyal iletimini ifade eder.
Özellikle, bakırın uluslararası fiyatlarının hızla yükselmesi ve doğadaki bakır kaynaklarının giderek azalmasıyla birlikte, bakır iletkenlerin yerine bakır kaplı çelik veya bakır kaplı alüminyum tel kullanılması, tel ve kablo imalat sanayisi için önemli bir görev haline gelmiş ve geniş bir pazar alanında kullanımının yaygınlaşması için de bir fırsat yaratmıştır.
Ancak bakır kaplama telinde, ön işlem, ön kaplama nikel ve diğer işlemlerin yanı sıra kaplama çözeltisinin etkisi nedeniyle aşağıdaki sorunlar ve kusurlar kolayca ortaya çıkabilir: telin kararması, ön kaplamanın yetersiz olması, ana kaplama tabakasının soyulması, sonuç olarak atık tel ve malzeme israfı oluşması ve ürün üretim maliyetlerinin artması. Bu nedenle, kaplamanın kalitesinin sağlanması son derece önemlidir. Bu makale, elektrokaplama yöntemiyle bakır kaplı çelik tel üretiminin işlem prensipleri ve prosedürlerinin yanı sıra, kalite sorunlarının yaygın nedenleri ve çözüm yöntemlerini ele almaktadır. 1. Bakır kaplı çelik tel kaplama işlemi ve nedenleri
1.1 Telin ön işlemi
Öncelikle, tel alkali ve asit çözeltisine daldırılır ve tele (anot) ve kaplamaya (katot) belirli bir voltaj uygulanır; anot büyük miktarda oksijen çökeltir. Bu gazların başlıca rolleri şunlardır: Birincisi, çelik telin yüzeyinde ve yakınındaki elektrolitteki şiddetli kabarcıklar mekanik bir çalkalama ve sıyırma etkisi yaratır, böylece çelik telin yüzeyindeki yağı uzaklaştırır, yağ ve gresin sabunlaşma ve emülsifikasyon sürecini hızlandırır; ikincisi, metal ve çözelti arasındaki arayüze yapışan küçük kabarcıklar nedeniyle, kabarcıklar ve çelik tel dışarı çıktığında, kabarcıklar çelik tele yapışan çok miktarda yağı çözeltinin yüzeyine taşır, bu nedenle kabarcıklar çelik tele yapışan çok miktarda yağı çözeltinin yüzeyine taşır, böylece yağın uzaklaştırılmasını hızlandırır ve aynı zamanda anotun hidrojen gevrekliği oluşması kolay olmaz, böylece iyi bir kaplama elde edilebilir.
1.2 Telin kaplanması
Öncelikle, tel, kaplama çözeltisine daldırılarak ve tele (katot) ve bakır plakaya (anot) belirli bir voltaj uygulanarak ön işlemden geçirilir ve nikel ile kaplanır. Anotta, bakır plaka elektron kaybeder ve elektrolitik (kaplama) banyosunda serbest iki değerlikli bakır iyonları oluşturur:
Cu – 2e→Cu2+
Katotta, çelik tel elektrolitik olarak yeniden elektronize edilir ve iki değerlikli bakır iyonları tel üzerine çökelerek bakır kaplı çelik tel oluşturur:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2
Kaplama çözeltisindeki asit miktarı yetersiz olduğunda, bakır(I) sülfat kolayca hidrolize olarak bakır(I) oksit oluşturur. Bakır(I) oksit, kaplama tabakasında hapsolur ve tabakanın gevşemesine neden olur. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4]
I. Temel Bileşenler
Dış mekan optik kabloları genellikle çıplak fiberlerden, gevşek tüplerden, su geçirmez malzemelerden, güçlendirme elemanlarından ve dış kılıftan oluşur. Merkezi tüp tasarımı, katmanlı büküm ve iskelet yapısı gibi çeşitli yapılarda bulunurlar.
Çıplak fiberler, çapı 250 mikrometre olan orijinal optik fiberleri ifade eder. Tipik olarak çekirdek katmanı, kaplama katmanı ve dış kaplama katmanından oluşurlar. Farklı çıplak fiber türlerinin farklı çekirdek katmanı boyutları vardır. Örneğin, tek modlu OS2 fiberler genellikle 9 mikrometre iken, çok modlu OM2/OM3/OM4/OM5 fiberler 50 mikrometre ve çok modlu OM1 fiberler 62,5 mikrometredir. Çıplak fiberler, çok çekirdekli fiberleri ayırt etmek için genellikle renk kodludur.
Gevşek tüpler genellikle yüksek mukavemetli mühendislik plastiği PBT'den yapılır ve çıplak lifleri barındırmak için kullanılır. Koruma sağlarlar ve liflere zarar verebilecek su girişini önlemek için su geçirmez jel ile doldurulurlar. Jel ayrıca darbelere bağlı lif hasarını önlemek için bir tampon görevi görür. Gevşek tüplerin üretim süreci, lifin fazla uzunluğunu sağlamak için çok önemlidir.
Su geçirmezlik malzemeleri arasında kablo su geçirmez gres, su geçirmez iplik veya su geçirmez toz bulunur. Kablonun genel su geçirmezlik özelliğini daha da artırmak için, yaygın yaklaşım su geçirmez gres kullanmaktır.
Güçlendirme elemanları metalik ve metalik olmayan tiplerde bulunur. Metalik olanlar genellikle fosfatlı çelik tellerden, alüminyum bantlardan veya çelik bantlardan yapılır. Metalik olmayan elemanlar ise ağırlıklı olarak FRP malzemelerinden üretilir. Kullanılan malzemeden bağımsız olarak, bu elemanlar gerilme, eğilme, darbe ve burulmaya karşı direnç de dahil olmak üzere standart gereksinimleri karşılamak için gerekli mekanik dayanımı sağlamalıdır.
Dış kaplamalar, su geçirmezlik, UV direnci ve hava koşullarına dayanıklılık da dahil olmak üzere kullanım ortamını dikkate almalıdır. Bu nedenle, mükemmel fiziksel ve kimyasal özellikleri sayesinde dış mekan kurulumuna uygunluğunu sağlayan siyah PE malzeme yaygın olarak kullanılmaktadır.
2. Bakır kaplama işleminde kalite sorunlarının nedenleri ve çözümleri
2.1 Telin ön işleminin kaplama tabakasına etkisi Elektrokaplama yöntemiyle bakır kaplı çelik tel üretiminde telin ön işlemi çok önemlidir. Tel yüzeyindeki yağ ve oksit filmi tamamen giderilmezse, ön kaplama nikel tabakası iyi kaplanmaz ve yapışma zayıf olur, bu da sonunda ana bakır kaplama tabakasının dökülmesine yol açar. Bu nedenle, alkali ve asitleme sıvılarının konsantrasyonuna, asitleme ve alkali akımına ve pompaların normal çalışıp çalışmadığına dikkat etmek ve eğer çalışmıyorlarsa derhal tamir ettirmek önemlidir. Çelik telin ön işleminde sık karşılaşılan kalite sorunları ve çözümleri Tabloda gösterilmiştir.
2.2 Ön kaplama nikel çözeltisinin stabilitesi, ön kaplama tabakasının kalitesini doğrudan belirler ve bakır kaplamanın bir sonraki aşamasında önemli bir rol oynar. Bu nedenle, ön kaplama nikel çözeltisinin bileşim oranının düzenli olarak analiz edilmesi ve ayarlanması ve ön kaplama nikel çözeltisinin temiz ve kirlenmemiş olmasının sağlanması önemlidir.
2.3 Ana kaplama çözeltisinin kaplama tabakası üzerindeki etkisi Kaplama çözeltisi, iki bileşen olarak bakır sülfat ve sülfürik asit içerir; bu bileşenlerin oranı, kaplama tabakasının kalitesini doğrudan belirler. Bakır sülfat konsantrasyonu çok yüksekse, bakır sülfat kristalleri çökelir; bakır sülfat konsantrasyonu çok düşükse, tel kolayca yanar ve kaplama verimliliği etkilenir. Sülfürik asit, elektrokaplama çözeltisinin elektriksel iletkenliğini ve akım verimliliğini artırabilir, elektrokaplama çözeltisindeki bakır iyonlarının konsantrasyonunu azaltabilir (aynı iyon etkisi), böylece katodik polarizasyonu ve elektrokaplama çözeltisinin dağılımını iyileştirerek akım yoğunluğu sınırını artırabilir ve elektrokaplama çözeltisindeki bakır sülfatın bakır okside hidrolizini ve çökelmesini önleyerek kaplama çözeltisinin stabilitesini artırabilir, ayrıca anodik polarizasyonu azaltarak anotun normal çözünmesine katkıda bulunabilir. Ancak, yüksek sülfürik asit içeriğinin bakır sülfatın çözünürlüğünü azaltacağı unutulmamalıdır. Kaplama çözeltisindeki sülfürik asit içeriği yetersiz olduğunda, bakır sülfat kolayca bakır oksitine hidrolize olur ve kaplama tabakasına hapsolur, tabakanın rengi koyu ve gevşek hale gelir; kaplama çözeltisinde aşırı miktarda sülfürik asit ve yetersiz bakır tuzu içeriği olduğunda, hidrojen kısmen katotta deşarj olur, böylece kaplama tabakasının yüzeyi benekli görünür. Fosforlu bakır kaplamada fosfor içeriği de kaplama kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, fosfor içeriği %0,04 ile %0,07 aralığında kontrol edilmelidir, %0,02'den az ise, bakır iyonlarının oluşumunu önleyecek bir film oluşturmak zorlaşır, böylece kaplama çözeltisindeki bakır tozu artar; Fosfor içeriği %0,1'den fazla olursa, bakır anotun çözünmesini etkileyerek kaplama çözeltisindeki iki değerlikli bakır iyonlarının içeriğinin azalmasına ve çok miktarda anot çamuru oluşmasına neden olur. Ayrıca, anot çamurunun kaplama çözeltisini kirletmesini ve kaplama tabakasında pürüzlülük ve çapaklara neden olmasını önlemek için bakır levha düzenli olarak yıkanmalıdır.
3 Sonuç
Yukarıda belirtilen hususların işlenmesiyle, ürünün yapışma ve sürekliliği iyi, kalitesi istikrarlı ve performansı mükemmeldir. Bununla birlikte, gerçek üretim sürecinde, kaplama işleminde kaplama tabakasının kalitesini etkileyen birçok faktör vardır; sorun tespit edildiğinde, zamanında analiz edilmeli, incelenmeli ve uygun önlemler alınarak çözülmelidir.
Yayın tarihi: 14 Haz-2022