1. Giới thiệu
Trong quá trình truyền tín hiệu tần số cao, dây dẫn sẽ tạo ra hiệu ứng bề mặt, và khi tần số tín hiệu truyền đi tăng lên, hiệu ứng bề mặt sẽ ngày càng nghiêm trọng. Cái gọi là hiệu ứng bề mặt chỉ việc truyền tín hiệu dọc theo bề mặt ngoài của dây dẫn bên trong và bề mặt trong của dây dẫn bên ngoài của cáp đồng trục khi tần số tín hiệu truyền đi đạt tới vài kilohertz hoặc hàng chục nghìn hertz.
Đặc biệt, với giá đồng quốc tế tăng vọt và nguồn tài nguyên đồng trong tự nhiên ngày càng khan hiếm, do đó việc sử dụng dây thép bọc đồng hoặc dây nhôm bọc đồng để thay thế dây dẫn bằng đồng đã trở thành nhiệm vụ quan trọng đối với ngành sản xuất dây và cáp, đồng thời thúc đẩy ngành này bằng cách sử dụng không gian thị trường rộng lớn.
Tuy nhiên, do quá trình xử lý sơ bộ, mạ niken trước và các quá trình khác, cũng như ảnh hưởng của dung dịch mạ, dây đồng dễ phát sinh các vấn đề và khuyết tật sau: dây đen, mạ sơ bộ không tốt, lớp mạ chính bị bong tróc, dẫn đến sản sinh ra dây phế liệu, vật liệu thừa, làm tăng chi phí sản xuất sản phẩm. Do đó, việc đảm bảo chất lượng lớp mạ là vô cùng quan trọng. Bài viết này chủ yếu thảo luận về nguyên lý và quy trình sản xuất dây thép bọc đồng bằng phương pháp mạ điện, cũng như các nguyên nhân thường gặp gây ra các vấn đề về chất lượng và phương pháp khắc phục. 1. Quy trình mạ dây thép bọc đồng và nguyên nhân
1. 1 Xử lý sơ bộ dây
Đầu tiên, dây được ngâm trong dung dịch kiềm và dung dịch tẩy, và một điện áp nhất định được áp dụng cho dây (anot) và tấm (catot), anot kết tủa một lượng lớn oxy. Vai trò chính của các loại khí này là: một, các bọt khí mạnh trên bề mặt dây thép và chất điện phân gần đó có tác dụng khuấy trộn cơ học và tẩy dầu, do đó thúc đẩy dầu từ bề mặt dây thép, đẩy nhanh quá trình xà phòng hóa và nhũ hóa dầu mỡ; thứ hai, do các bọt khí nhỏ bám vào giao diện giữa kim loại và dung dịch, khi các bọt khí và dây thép ra ngoài, các bọt khí sẽ bám vào dây thép cùng với nhiều dầu trên bề mặt dung dịch, do đó, trên các bọt khí sẽ mang nhiều dầu bám vào dây thép đến bề mặt dung dịch, do đó thúc đẩy quá trình loại bỏ dầu, đồng thời, không dễ tạo ra hiện tượng giòn hydro của anot, do đó có thể mạ tốt.
1. 2 Mạ dây
Đầu tiên, dây được xử lý sơ bộ và mạ niken bằng cách nhúng vào dung dịch mạ và đặt một điện áp nhất định vào dây (cực âm) và tấm đồng (cực dương). Tại cực dương, tấm đồng mất electron và tạo thành các ion đồng hóa trị hai tự do trong bể điện phân (mạ):
Cu – 2e→Cu2+
Ở cực âm, dây thép được điện phân lại và các ion đồng hóa trị hai được lắng đọng trên dây để tạo thành dây thép bọc đồng:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2
Khi lượng axit trong dung dịch mạ không đủ, đồng sunfat dễ bị thủy phân thành oxit đồng. Oxit đồng bị giữ lại trong lớp mạ, làm cho lớp mạ trở nên lỏng lẻo. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Các thành phần chính
Cáp quang ngoài trời thường bao gồm sợi quang trần, ống mềm, vật liệu chống thấm nước, bộ phận gia cường và vỏ bọc ngoài. Chúng có nhiều cấu trúc khác nhau như thiết kế ống trung tâm, xoắn lớp và cấu trúc khung.
Sợi trần là sợi quang nguyên bản có đường kính 250 micromet. Chúng thường bao gồm lớp lõi, lớp vỏ và lớp phủ. Các loại sợi trần khác nhau có kích thước lớp lõi khác nhau. Ví dụ, sợi quang OS2 chế độ đơn thường có đường kính 9 micromet, trong khi sợi quang OM2/OM3/OM4/OM5 đa chế độ là 50 micromet, và sợi quang OM1 đa chế độ là 62,5 micromet. Sợi trần thường được mã hóa màu để phân biệt giữa các sợi quang đa lõi.
Ống rời thường được làm bằng nhựa kỹ thuật PBT cường độ cao và được sử dụng để chứa các sợi trần. Chúng có tác dụng bảo vệ và được bơm đầy gel chặn nước để ngăn nước xâm nhập có thể làm hỏng sợi. Gel cũng hoạt động như một lớp đệm để ngăn ngừa hư hỏng sợi do va đập. Quy trình sản xuất ống rời rất quan trọng để đảm bảo độ dài vượt trội của sợi.
Vật liệu chống thấm nước bao gồm mỡ chống thấm nước cho cáp, sợi chống thấm nước hoặc bột chống thấm nước. Để tăng cường hơn nữa khả năng chống thấm nước tổng thể của cáp, phương pháp chủ đạo là sử dụng mỡ chống thấm nước.
Các chi tiết gia cường có loại kim loại và phi kim loại. Chi tiết kim loại thường được làm từ dây thép phosphat hóa, băng nhôm hoặc băng thép. Các chi tiết phi kim loại chủ yếu được làm từ vật liệu FRP. Bất kể vật liệu nào được sử dụng, các chi tiết này phải đảm bảo độ bền cơ học cần thiết để đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn, bao gồm khả năng chịu lực kéo, uốn, va đập và xoắn.
Vỏ bọc bên ngoài cần xem xét đến môi trường sử dụng, bao gồm khả năng chống thấm nước, chống tia UV và chống chịu thời tiết. Do đó, vật liệu PE đen thường được sử dụng vì các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời của nó đảm bảo phù hợp cho việc lắp đặt ngoài trời.
2 Nguyên nhân gây ra các vấn đề về chất lượng trong quá trình mạ đồng và giải pháp khắc phục
2. 1 Ảnh hưởng của việc xử lý sơ bộ dây thép lên lớp mạ Việc xử lý sơ bộ dây thép rất quan trọng trong quá trình sản xuất dây thép bọc đồng bằng phương pháp mạ điện. Nếu lớp dầu và oxit trên bề mặt dây thép không được loại bỏ hoàn toàn, lớp niken mạ sơ bộ sẽ không được mạ tốt và độ liên kết kém, cuối cùng sẽ dẫn đến lớp mạ đồng chính bị bong tróc. Do đó, điều quan trọng là phải theo dõi nồng độ dung dịch kiềm và dung dịch tẩy rửa, dòng điện tẩy rửa và kiềm, cũng như tình trạng hoạt động của bơm, nếu không bình thường, cần phải sửa chữa ngay lập tức. Các vấn đề chất lượng thường gặp trong quá trình xử lý sơ bộ dây thép và giải pháp khắc phục được thể hiện trong Bảng 1.
2. 2 Độ ổn định của dung dịch tiền niken quyết định trực tiếp đến chất lượng của lớp mạ trước và đóng vai trò quan trọng trong bước mạ đồng tiếp theo. Do đó, việc phân tích và điều chỉnh tỷ lệ thành phần của dung dịch tiền niken mạ trước là rất quan trọng, đồng thời đảm bảo dung dịch tiền niken mạ trước sạch và không bị nhiễm bẩn.
2.3 Ảnh hưởng của dung dịch mạ chính lên lớp mạ Dung dịch mạ có chứa đồng sunfat và axit sunfuric là hai thành phần, tỷ lệ thành phần quyết định trực tiếp đến chất lượng của lớp mạ. Nếu nồng độ đồng sunfat quá cao, tinh thể đồng sunfat sẽ bị kết tủa; nếu nồng độ đồng sunfat quá thấp, dây sẽ dễ bị cháy xém và hiệu suất mạ sẽ bị ảnh hưởng. Axit sunfuric có thể cải thiện độ dẫn điện và hiệu suất dòng điện của dung dịch mạ điện, giảm nồng độ ion đồng trong dung dịch mạ điện (hiệu ứng ion giống nhau), do đó cải thiện độ phân cực catốt và độ phân tán của dung dịch mạ điện, do đó giới hạn mật độ dòng điện tăng lên và ngăn ngừa sự thủy phân của đồng sunfat trong dung dịch mạ điện thành oxit đồng và kết tủa, làm tăng tính ổn định của dung dịch mạ, nhưng cũng làm giảm độ phân cực anốt, có lợi cho sự hòa tan bình thường của anốt. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hàm lượng axit sunfuric cao sẽ làm giảm độ hòa tan của đồng sunfat. Khi hàm lượng axit sunfuric trong dung dịch mạ không đủ, đồng sunfat dễ bị thủy phân thành oxit đồng và bị giữ lại trong lớp mạ, màu của lớp mạ trở nên tối và lỏng lẻo; khi có quá nhiều axit sunfuric trong dung dịch mạ và hàm lượng muối đồng không đủ, hydro sẽ được giải phóng một phần ở cực âm, do đó bề mặt của lớp mạ xuất hiện đốm. Hàm lượng phốt pho của tấm đồng cũng có tác động quan trọng đến chất lượng lớp phủ, hàm lượng phốt pho nên được kiểm soát trong khoảng từ 0,04% đến 0,07%, nếu nhỏ hơn 0,02%, khó hình thành màng để ngăn ngừa sự sản sinh ion đồng, do đó làm tăng bột đồng trong dung dịch mạ; nếu hàm lượng phốt pho lớn hơn 0,1%, sẽ ảnh hưởng đến sự hòa tan của anot đồng, do đó hàm lượng ion đồng hóa trị hai trong dung dịch mạ giảm và tạo ra nhiều bùn anot. Ngoài ra, cần rửa sạch tấm đồng thường xuyên để tránh cặn anot làm ô nhiễm dung dịch mạ và gây ra hiện tượng nhám và gờ trên lớp mạ.
3 Kết luận
Nhờ xử lý các khía cạnh nêu trên, độ bám dính và tính liên tục của sản phẩm tốt, chất lượng ổn định và hiệu suất tuyệt vời. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất thực tế, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ, khi phát hiện vấn đề, cần phân tích, nghiên cứu kịp thời và áp dụng các biện pháp thích hợp để giải quyết.
Thời gian đăng: 14-06-2022