1. Pendahuluan
Dalam transmisi sinyal frekuensi tinggi pada kabel komunikasi, konduktor akan menghasilkan efek kulit (skin effect), dan dengan meningkatnya frekuensi sinyal yang ditransmisikan, efek kulit akan semakin parah. Yang disebut efek kulit mengacu pada transmisi sinyal di sepanjang permukaan luar konduktor dalam dan permukaan dalam konduktor luar kabel koaksial ketika frekuensi sinyal yang ditransmisikan mencapai beberapa kilohertz atau puluhan ribu hertz.
Secara khusus, dengan melonjaknya harga tembaga internasional dan semakin langkanya sumber daya tembaga di alam, maka penggunaan kawat baja berlapis tembaga atau kawat aluminium berlapis tembaga untuk menggantikan konduktor tembaga telah menjadi tugas penting bagi industri manufaktur kawat dan kabel, serta untuk promosinya dengan memanfaatkan ruang pasar yang besar.
Namun, kawat baja berlapis tembaga, karena perlakuan awal, pelapisan nikel awal, dan proses lainnya, serta pengaruh larutan pelapis, mudah menghasilkan masalah dan cacat berikut: kawat menghitam, pelapisan awal tidak baik, lapisan pelapis utama terkelupas, mengakibatkan produksi kawat sisa, pemborosan material, sehingga biaya produksi produk meningkat. Oleh karena itu, sangat penting untuk memastikan kualitas pelapisan. Makalah ini terutama membahas prinsip dan prosedur proses produksi kawat baja berlapis tembaga dengan elektroplating, serta penyebab umum masalah kualitas dan metode penyelesaiannya. 1. Proses pelapisan kawat baja berlapis tembaga dan penyebabnya
1.1 Pra-perlakuan kawat
Pertama, kawat dicelupkan ke dalam larutan alkali dan pengawet, dan tegangan tertentu diterapkan pada kawat (anoda) dan pelat (katoda), anoda mengendapkan sejumlah besar oksigen. Peran utama gas-gas ini adalah: pertama, gelembung-gelembung yang kuat di permukaan kawat baja dan elektrolit di sekitarnya berperan sebagai pengaduk mekanis dan efek pengelupasan, sehingga mendorong pelepasan minyak dari permukaan kawat baja, mempercepat proses saponifikasi dan emulsifikasi minyak dan lemak; kedua, karena gelembung-gelembung kecil menempel pada antarmuka antara logam dan larutan, gelembung-gelembung tersebut akan membawa banyak minyak yang menempel pada kawat baja ke permukaan larutan, oleh karena itu, gelembung-gelembung tersebut akan membawa banyak minyak yang menempel pada kawat baja ke permukaan larutan, sehingga mendorong pelepasan minyak, dan pada saat yang sama, tidak mudah menghasilkan kerapuhan hidrogen pada anoda, sehingga pelapisan yang baik dapat diperoleh.
1.2 Pelapisan kawat
Pertama, kawat tersebut diberi perlakuan awal dan dilapisi nikel terlebih dahulu dengan cara mencelupkannya ke dalam larutan pelapis dan memberikan tegangan tertentu pada kawat (katoda) dan pelat tembaga (anoda). Pada anoda, pelat tembaga kehilangan elektron dan membentuk ion tembaga divalen bebas dalam larutan elektrolit (pelapisan):
Cu – 2e→Cu2+
Di katoda, kawat baja dire-elektronisasi secara elektrolitik dan ion tembaga divalen diendapkan pada kawat untuk membentuk kawat baja berlapis tembaga:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H⁺ + 2e⁻ → H₂
Ketika jumlah asam dalam larutan pelapisan tidak mencukupi, tembaga(I) sulfat mudah terhidrolisis membentuk tembaga(I) oksida. Tembaga(I) oksida terperangkap dalam lapisan pelapisan, sehingga lapisan tersebut menjadi longgar. Cu2SO4 + H2O → [Cu2O + H2SO4]
I. Komponen Utama
Kabel optik luar ruangan umumnya terdiri dari serat telanjang, tabung longgar, bahan penghambat air, elemen penguat, dan selubung luar. Kabel ini hadir dalam berbagai struktur seperti desain tabung tengah, untaian berlapis, dan struktur kerangka.
Serat optik telanjang mengacu pada serat optik asli dengan diameter 250 mikrometer. Serat ini biasanya mencakup lapisan inti, lapisan pelapis, dan lapisan penutup. Berbagai jenis serat optik telanjang memiliki ukuran lapisan inti yang berbeda. Misalnya, serat single-mode OS2 umumnya berdiameter 9 mikrometer, sedangkan serat multimode OM2/OM3/OM4/OM5 berdiameter 50 mikrometer, dan serat multimode OM1 berdiameter 62,5 mikrometer. Serat optik telanjang sering diberi kode warna untuk membedakan antara serat multi-inti.
Tabung longgar biasanya terbuat dari plastik rekayasa PBT berkekuatan tinggi dan digunakan untuk menampung serat telanjang. Tabung ini memberikan perlindungan dan diisi dengan gel penghambat air untuk mencegah masuknya air yang dapat merusak serat. Gel tersebut juga berfungsi sebagai penyangga untuk mencegah kerusakan serat akibat benturan. Proses pembuatan tabung longgar sangat penting untuk memastikan panjang serat yang berlebih.
Bahan penghambat air meliputi gemuk penghambat air kabel, benang penghambat air, atau bubuk penghambat air. Untuk lebih meningkatkan kemampuan penghambat air kabel secara keseluruhan, pendekatan utama adalah menggunakan gemuk penghambat air.
Elemen penguat tersedia dalam jenis logam dan non-logam. Elemen logam sering dibuat dari kawat baja fosfat, pita aluminium, atau pita baja. Elemen non-logam terutama terbuat dari material FRP (Fiber Reinforced Polymer). Terlepas dari material yang digunakan, elemen-elemen ini harus memberikan kekuatan mekanik yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan standar, termasuk ketahanan terhadap tegangan, tekukan, benturan, dan puntiran.
Selubung luar harus mempertimbangkan lingkungan penggunaan, termasuk kedap air, ketahanan terhadap sinar UV, dan ketahanan terhadap cuaca. Oleh karena itu, material PE hitam umumnya digunakan, karena sifat fisik dan kimianya yang sangat baik memastikan kesesuaian untuk pemasangan di luar ruangan.
2. Penyebab masalah kualitas dalam proses pelapisan tembaga dan solusinya.
2.1 Pengaruh Pra-perlakuan Kawat terhadap Lapisan Pelapisan Pra-perlakuan kawat sangat penting dalam produksi kawat baja berlapis tembaga dengan elektroplating. Jika lapisan minyak dan oksida pada permukaan kawat tidak dihilangkan sepenuhnya, maka lapisan nikel pra-pelapisan tidak akan terlapisi dengan baik dan ikatannya buruk, yang pada akhirnya akan menyebabkan lapisan tembaga utama terlepas. Oleh karena itu, penting untuk memperhatikan konsentrasi cairan alkali dan pengawet, arus pengawet dan alkali, serta apakah pompa berfungsi normal, dan jika tidak, harus segera diperbaiki. Masalah kualitas umum dalam pra-perlakuan kawat baja dan solusinya ditunjukkan pada Tabel.
2.2 Stabilitas larutan pra-nikel secara langsung menentukan kualitas lapisan pra-pelapisan dan memainkan peran penting dalam langkah selanjutnya dari pelapisan tembaga. Oleh karena itu, penting untuk secara teratur menganalisis dan menyesuaikan rasio komposisi larutan pra-pelapisan nikel dan untuk memastikan bahwa larutan pra-pelapisan nikel bersih dan tidak terkontaminasi.
2.3 Pengaruh larutan pelapis utama terhadap lapisan pelapis Larutan pelapis mengandung tembaga sulfat dan asam sulfat sebagai dua komponen, komposisi rasio keduanya secara langsung menentukan kualitas lapisan pelapis. Jika konsentrasi tembaga sulfat terlalu tinggi, kristal tembaga sulfat akan mengendap; jika konsentrasi tembaga sulfat terlalu rendah, kawat akan mudah gosong dan efisiensi pelapisan akan terpengaruh. Asam sulfat dapat meningkatkan konduktivitas listrik dan efisiensi arus larutan pelapis, mengurangi konsentrasi ion tembaga dalam larutan pelapis (efek ion yang sama), sehingga meningkatkan polarisasi katodik dan dispersi larutan pelapis, sehingga batas kerapatan arus meningkat, dan mencegah hidrolisis tembaga sulfat dalam larutan pelapis menjadi tembaga oksida dan pengendapan, meningkatkan stabilitas larutan pelapis, tetapi juga mengurangi polarisasi anodik, yang kondusif untuk pelarutan anoda secara normal. Namun, perlu dicatat bahwa kandungan asam sulfat yang tinggi akan mengurangi kelarutan tembaga sulfat. Ketika kandungan asam sulfat dalam larutan pelapisan tidak mencukupi, tembaga sulfat mudah terhidrolisis menjadi tembaga(I) oksida dan terperangkap dalam lapisan pelapisan, warna lapisan menjadi gelap dan pudar; ketika terdapat kelebihan asam sulfat dalam larutan pelapisan dan kandungan garam tembaga tidak mencukupi, hidrogen akan sebagian dilepaskan di katoda, sehingga permukaan lapisan pelapisan tampak berbintik-bintik. Kandungan fosfor pada pelat tembaga juga memiliki dampak penting pada kualitas pelapisan, kandungan fosfor harus dikontrol dalam kisaran 0,04% hingga 0,07%, jika kurang dari 0,02%, sulit untuk membentuk lapisan film untuk mencegah produksi ion tembaga, sehingga meningkatkan serbuk tembaga dalam larutan pelapisan; Jika kandungan fosfor lebih dari 0,1%, hal itu akan memengaruhi pelarutan anoda tembaga, sehingga kandungan ion tembaga bivalen dalam larutan pelapisan berkurang, dan menghasilkan banyak lumpur anoda. Selain itu, pelat tembaga harus dibilas secara teratur untuk mencegah lumpur anoda mencemari larutan pelapisan dan menyebabkan kekasaran serta gerigi pada lapisan pelapisan.
3 Kesimpulan
Melalui pemrosesan aspek-aspek yang disebutkan di atas, daya rekat dan kontinuitas produk menjadi baik, kualitasnya stabil, dan kinerjanya sangat baik. Namun, dalam proses produksi aktual, terdapat banyak faktor yang memengaruhi kualitas lapisan pelapis dalam proses pelapisan. Begitu masalah ditemukan, masalah tersebut harus dianalisis dan dipelajari tepat waktu, dan tindakan yang tepat harus diambil untuk mengatasinya.
Waktu posting: 14 Juni 2022