इलेक्ट्रोप्लेटिंगद्वारे उत्पादित तांब्याच्या आवरणाच्या स्टील वायरची उत्पादन प्रक्रिया आणि सामान्य चर्चा

टेक्नॉलॉजी प्रेस

इलेक्ट्रोप्लेटिंगद्वारे उत्पादित तांब्याच्या आवरणाच्या स्टील वायरची उत्पादन प्रक्रिया आणि सामान्य चर्चा

१. प्रस्तावना

उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नलच्या प्रसारणामध्ये, कम्युनिकेशन केबलमधील वाहकांमध्ये स्किन इफेक्ट निर्माण होतो आणि प्रसारित सिग्नलची फ्रिक्वेन्सी जसजशी वाढते, तसतसा हा स्किन इफेक्ट अधिक गंभीर होत जातो. तथाकथित स्किन इफेक्ट म्हणजे, जेव्हा प्रसारित सिग्नलची फ्रिक्वेन्सी काही किलोहर्ट्झ किंवा दहा हजार हर्ट्झपर्यंत पोहोचते, तेव्हा कोॲक्सिअल केबलमधील आतील वाहकाच्या बाह्य पृष्ठभागावरून आणि बाहेरील वाहकाच्या आंतरिक पृष्ठभागावरून सिग्नलचे प्रसारण होणे.

विशेषतः, तांब्याच्या आंतरराष्ट्रीय किमती गगनाला भिडत असल्याने आणि निसर्गातील तांब्याचे साठे अधिकाधिक दुर्मिळ होत असल्याने, तांब्याच्या वाहकांच्या जागी तांब्याचे आवरण असलेले स्टील किंवा तांब्याचे आवरण असलेल्या ॲल्युमिनियम वायरचा वापर करणे, हे वायर आणि केबल उत्पादन उद्योगासाठी, तसेच मोठ्या बाजारपेठेचा वापर करून त्याच्या प्रचारासाठी एक महत्त्वाचे कार्य बनले आहे.

परंतु कॉपर प्लेटिंगमधील वायरमध्ये, पूर्व-प्रक्रिया, प्री-प्लेटिंग निकेल आणि इतर प्रक्रिया, तसेच प्लेटिंग सोल्युशनच्या प्रभावामुळे, खालील समस्या आणि दोष सहजपणे निर्माण होतात: वायर काळी पडणे, प्री-प्लेटिंग चांगले न होणे, मुख्य प्लेटिंगचा थर निघून जाणे, ज्यामुळे टाकाऊ वायर आणि सामग्रीचा अपव्यय होतो, आणि त्यामुळे उत्पादनाचा निर्मिती खर्च वाढतो. म्हणून, कोटिंगची गुणवत्ता सुनिश्चित करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. या शोधनिबंधात प्रामुख्याने इलेक्ट्रोप्लेटिंगद्वारे कॉपर-क्लॅड स्टील वायरच्या उत्पादनाची प्रक्रिया तत्त्वे आणि कार्यपद्धती, तसेच गुणवत्तेच्या समस्यांची सामान्य कारणे आणि त्यावरील उपाययोजना यावर चर्चा केली आहे. १. कॉपर-क्लॅड स्टील वायर प्लेटिंग प्रक्रिया आणि तिची कारणे

१.१ तारेची पूर्व-प्रक्रिया
प्रथम, तार अल्कलाइन आणि पिक्लिंग द्रावणात बुडवली जाते, आणि तार (ॲनोड) व प्लेट (कॅथोड) यांना एक विशिष्ट व्होल्टेज लावले जाते, ज्यामुळे ॲनोडवर मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजनचे अवक्षेपण होते. या वायूंची मुख्य भूमिका खालीलप्रमाणे आहे: एक, स्टीलच्या तारेच्या आणि तिच्या जवळील इलेक्ट्रोलाइटच्या पृष्ठभागावरील तीव्र बुडबुडे यांत्रिक आंदोलन आणि स्ट्रिपिंगचा प्रभाव निर्माण करतात, ज्यामुळे स्टीलच्या तारेच्या पृष्ठभागावरून तेल निघण्यास प्रोत्साहन मिळते, आणि तेल व ग्रीसच्या सॅपोनिफिकेशन व इमल्सिफिकेशन प्रक्रियेला गती मिळते; दुसरे, धातू आणि द्रावण यांच्यातील इंटरफेसवर लहान बुडबुडे चिकटलेले असल्यामुळे, जेव्हा हे बुडबुडे स्टीलच्या तारेपासून दूर जातात, तेव्हा ते स्टीलच्या तारेला चिकटलेले बरेचसे तेल द्रावणाच्या पृष्ठभागावर आणतात, ज्यामुळे तेल काढण्यास प्रोत्साहन मिळते, आणि त्याच वेळी, ॲनोडवर हायड्रोजनमुळे ठिसूळपणा निर्माण होण्याची शक्यता कमी होते, ज्यामुळे एक चांगले प्लेटिंग मिळवता येते.

१.२ तारेचे प्लेटिंग
सर्वप्रथम, वायरला प्लेटिंग द्रावणात बुडवून आणि वायरला (कॅथोड) व तांब्याच्या प्लेटला (ॲनोड) विशिष्ट व्होल्टेज लावून, त्यावर निकेलची पूर्व-प्रक्रिया आणि पूर्व-प्लेटिंग केले जाते. ॲनोडवर, तांब्याची प्लेट इलेक्ट्रॉन गमावते आणि इलेक्ट्रोलाइटिक (प्लेटिंग) बाथमध्ये मुक्त द्विसंयुजी तांब्याचे आयन तयार होतात:

Cu – 2e→Cu2+
कॅथोडवर, स्टीलच्या तारेचे विद्युत अपघटनी पद्धतीने पुन:इलेक्ट्रॉनीकरण केले जाते आणि तारेवर द्विसंयुजी तांब्याचे आयन जमा होऊन तांब्याचे आवरण असलेली स्टीलची तार तयार होते:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2

जेव्हा प्लेटिंग द्रावणामध्ये आम्लाचे प्रमाण अपुरे असते, तेव्हा क्यूप्रस सल्फेटचे सहजपणे जलविघटन होऊन क्यूप्रस ऑक्साईड तयार होते. क्यूप्रस ऑक्साईड प्लेटिंगच्या थरात अडकते, ज्यामुळे तो थर सैल होतो. Cu2 SO4 + H2O [Cu2O + H2 SO4

१. मुख्य घटक

आउटडोअर ऑप्टिकल केबल्समध्ये सामान्यतः बेअर फायबर्स, लूज ट्यूब, पाणी-रोधक साहित्य, मजबुती देणारे घटक आणि बाह्य आवरण यांचा समावेश असतो. त्या सेंट्रल ट्यूब डिझाइन, लेयर स्ट्रँडिंग आणि स्केलेटन स्ट्रक्चर यांसारख्या विविध रचनांमध्ये येतात.

बेअर फायबर म्हणजे २५० मायक्रोमीटर व्यासाचे मूळ ऑप्टिकल फायबर. यामध्ये सामान्यतः कोअर लेयर, क्लॅडिंग लेयर आणि कोटिंग लेयर यांचा समावेश असतो. वेगवेगळ्या प्रकारच्या बेअर फायबरमध्ये कोअर लेयरचा आकार वेगवेगळा असतो. उदाहरणार्थ, सिंगल-मोड OS2 फायबर साधारणपणे ९ मायक्रोमीटरचे असतात, तर मल्टीमोड OM2/OM3/OM4/OM5 फायबर ५० मायक्रोमीटरचे आणि मल्टीमोड OM1 फायबर ६२.५ मायक्रोमीटरचे असतात. मल्टी-कोअर फायबरपासून वेगळे ओळखण्यासाठी बेअर फायबरना अनेकदा रंग-संकेत (कलर-कोडिंग) दिलेले असतात.

लूज ट्यूब्स सामान्यतः उच्च-शक्तीच्या PBT इंजिनिअरिंग प्लास्टिकपासून बनवलेल्या असतात आणि त्यांचा उपयोग उघड्या फायबर्सना सामावून घेण्यासाठी केला जातो. त्या संरक्षण देतात आणि फायबर्सना नुकसान पोहोचवू शकणारा पाण्याचा शिरकाव रोखण्यासाठी त्या वॉटर-ब्लॉकिंग जेलने भरलेल्या असतात. हे जेल आघातांमुळे होणारे फायबरचे नुकसान टाळण्यासाठी बफर म्हणूनही काम करते. फायबरची अतिरिक्त लांबी सुनिश्चित करण्यासाठी लूज ट्यूब्सची उत्पादन प्रक्रिया अत्यंत महत्त्वाची असते.

पाणी-रोधक सामग्रीमध्ये केबल वॉटर-ब्लॉकिंग ग्रीस, वॉटर-ब्लॉकिंग यार्न किंवा वॉटर-ब्लॉकिंग पावडर यांचा समावेश होतो. केबलची एकूण पाणी-रोधक क्षमता आणखी वाढवण्यासाठी, वॉटर-ब्लॉकिंग ग्रीस वापरणे हा प्रचलित उपाय आहे.

मजबुती देणारे घटक धातू आणि अधातू या प्रकारांमध्ये येतात. धातूंचे घटक बहुतेकदा फॉस्फेटेड स्टीलच्या तारा, ॲल्युमिनियम टेप किंवा स्टील टेपपासून बनवलेले असतात. अधातू घटक प्रामुख्याने एफआरपी (FRP) सामग्रीपासून बनवलेले असतात. वापरलेल्या सामग्रीची पर्वा न करता, या घटकांनी मानक आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक यांत्रिक शक्ती प्रदान केली पाहिजे, ज्यामध्ये ताण, वाकणे, आघात आणि पिळणे यांना प्रतिकार करण्याची क्षमता समाविष्ट आहे.

बाह्य आवरणांची रचना करताना वापराच्या वातावरणाचा विचार केला पाहिजे, ज्यामध्ये जलरोधकता, अतिनील किरणांना प्रतिकार आणि हवामानाला प्रतिकार यांचा समावेश असतो. त्यामुळे, सामान्यतः काळ्या रंगाचे पीई मटेरियल वापरले जाते, कारण त्याचे उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म घराबाहेर बसवण्यासाठी त्याची उपयुक्तता सुनिश्चित करतात.

२ कॉपर प्लेटिंग प्रक्रियेतील गुणवत्तेच्या समस्यांची कारणे आणि त्यावरील उपाय

२.१ वायरच्या पूर्व-प्रक्रियेचा प्लेटिंग थरावर होणारा परिणाम. इलेक्ट्रोप्लेटिंगद्वारे कॉपर-क्लॅड स्टील वायरच्या उत्पादनात वायरची पूर्व-प्रक्रिया खूप महत्त्वाची आहे. जर वायरच्या पृष्ठभागावरील तेल आणि ऑक्साईडचा थर पूर्णपणे काढून टाकला नाही, तर पूर्व-प्लेटेड निकेलचा थर व्यवस्थित चढत नाही आणि त्याचे बंधन (बॉन्डिंग) खराब होते, ज्यामुळे अखेरीस मुख्य तांब्याचा प्लेटिंग थर गळून पडतो. त्यामुळे, अल्कलाइन आणि पिक्लिंग द्रवांची सांद्रता, पिक्लिंग आणि अल्कलाइन प्रवाह आणि पंप सामान्य स्थितीत आहेत की नाही यावर लक्ष ठेवणे महत्त्वाचे आहे, आणि जर ते सामान्य नसतील, तर त्यांची त्वरित दुरुस्ती करणे आवश्यक आहे. स्टील वायरच्या पूर्व-प्रक्रियेतील सामान्य गुणवत्ता समस्या आणि त्यांचे निराकरण तक्त्यामध्ये दर्शविले आहे.

२.२ प्री-निकेल द्रावणाची स्थिरता थेट प्री-प्लेटिंग थराची गुणवत्ता ठरवते आणि कॉपर प्लेटिंगच्या पुढील टप्प्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते. त्यामुळे, प्री-प्लेटेड निकेल द्रावणाच्या रचना गुणोत्तराचे नियमितपणे विश्लेषण करून ते समायोजित करणे आणि प्री-प्लेटेड निकेल द्रावण स्वच्छ व दूषित नाही याची खात्री करणे महत्त्वाचे आहे.

२.३ मुख्य प्लेटिंग द्रावणाचा प्लेटिंग थरावर होणारा प्रभाव. प्लेटिंग द्रावणामध्ये कॉपर सल्फेट आणि सल्फ्यूरिक ॲसिड हे दोन घटक असतात, आणि त्यांच्या प्रमाणाच्या रचनेवरून प्लेटिंग थराची गुणवत्ता थेट ठरते. जर कॉपर सल्फेटची सांद्रता खूप जास्त असेल, तर कॉपर सल्फेटचे स्फटिक तयार होतील; जर कॉपर सल्फेटची सांद्रता खूप कमी असेल, तर तार सहज जळेल आणि प्लेटिंगच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होईल. सल्फ्यूरिक ॲसिड इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्रावणाची विद्युत वाहकता आणि विद्युत प्रवाहाची कार्यक्षमता सुधारू शकते, इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्रावणातील तांब्याच्या आयनांची सांद्रता कमी करते (समान आयन प्रभाव), ज्यामुळे इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्रावणाचे कॅथोडिक ध्रुवीकरण आणि फैलाव सुधारतो, परिणामी विद्युत प्रवाह घनतेची मर्यादा वाढते, आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्रावणातील क्यूप्रस सल्फेटचे क्यूप्रस ऑक्साईडमध्ये जलविघटन होऊन अवक्षेपण होण्यास प्रतिबंध होतो, ज्यामुळे प्लेटिंग द्रावणाची स्थिरता वाढते, तसेच ॲनोडिक ध्रुवीकरण कमी होते, जे ॲनोडच्या सामान्य विघटनासाठी अनुकूल असते. तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की सल्फ्यूरिक ऍसिडचे प्रमाण जास्त असल्यास कॉपर सल्फेटची विद्राव्यता कमी होते. जेव्हा प्लेटिंग द्रावणात सल्फ्यूरिक ऍसिडचे प्रमाण अपुरे असते, तेव्हा कॉपर सल्फेटचे सहजपणे क्यूप्रस ऑक्साईडमध्ये जलविच्छेदन होते आणि ते प्लेटिंग थरात अडकते, ज्यामुळे थराचा रंग गडद आणि धूसर होतो; जेव्हा प्लेटिंग द्रावणात सल्फ्यूरिक ऍसिडचे प्रमाण जास्त असते आणि कॉपर सॉल्टचे प्रमाण अपुरे असते, तेव्हा कॅथोडमध्ये हायड्रोजन अंशतः बाहेर टाकला जातो, ज्यामुळे प्लेटिंग थराचा पृष्ठभाग ठिपक्या-ठिपक्यांचा दिसतो. फॉस्फरस कॉपर प्लेटच्या कोटिंगच्या गुणवत्तेवर फॉस्फरसच्या प्रमाणाचा देखील महत्त्वाचा परिणाम होतो, फॉस्फरसचे प्रमाण ०.०४% ते ०.०७% च्या मर्यादेत नियंत्रित केले पाहिजे, जर ते ०.०२% पेक्षा कमी असेल, तर कॉपर आयनचे उत्पादन रोखण्यासाठी थर तयार करणे कठीण होते, ज्यामुळे प्लेटिंग द्रावणात कॉपर पावडर वाढते; जर फॉस्फरसचे प्रमाण ०.१% पेक्षा जास्त असेल, तर त्याचा तांब्याच्या ॲनोडच्या विरघळण्यावर परिणाम होतो, ज्यामुळे प्लेटिंग द्रावणातील द्विसंयुजी तांब्याच्या आयनांचे प्रमाण कमी होते आणि मोठ्या प्रमाणात ॲनोड मड तयार होतो. याव्यतिरिक्त, ॲनोड स्लजमुळे प्लेटिंग द्रावण दूषित होऊ नये आणि प्लेटिंग थरात खडबडपणा व बर्स निर्माण होऊ नयेत यासाठी तांब्याची प्लेट नियमितपणे स्वच्छ धुवावी.

३ निष्कर्ष

वर नमूद केलेल्या बाबींच्या प्रक्रियेमुळे, उत्पादनाचे आसंजन आणि सातत्य चांगले असते, गुणवत्ता स्थिर असते आणि कार्यक्षमता उत्कृष्ट असते. तथापि, प्रत्यक्ष उत्पादन प्रक्रियेत, प्लेटिंग प्रक्रियेतील प्लेटिंग थराच्या गुणवत्तेवर परिणाम करणारे अनेक घटक असतात, एकदा समस्या आढळल्यास, तिचे वेळेवर विश्लेषण आणि अभ्यास करून ती सोडवण्यासाठी योग्य उपाययोजना केल्या पाहिजेत.


पोस्ट करण्याची वेळ: १४ जून २०२२