1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي لحماية الكابلات

1. مقدمة

1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي هي مادة لحماية الكابلات مصنوعة من مواد عالية النقاء 1050 قاعدة من الألومنيوم وطبقة سطحية من راتنجات الإيبوكسي.

في إنشاءات الكابلات, توفر طبقة الألومنيوم حاجز التوصيل اللازم لتوهين EMI/RFI, بينما تعمل طبقة الايبوكسي على تحسين الالتصاق, مقاومة التآكل, ومتانة المعالجة أثناء التغليف, التصفيح, وتجميع الكابلات.

نشرت شركة هواوي 1050 قوائم نطاق احباط 99.5% محتوى الألومنيوم, سمك من 0.006 ملم إلى 0.2 مم, قوة الشد حوالي 60-100 ميجا باسكال حسب الحالة المزاجية, واستطالة على الأقل 15% في يا مزاج; تدرج محفظتها المصنوعة من الرقائق المطلية أيضًا إيبوكسي مقاوم للتآكل بين الطلاءات المتاحة.

تُستخدم الدروع المعدنية على نطاق واسع في الاتصالات وكابلات الإشارة لأنها يمكن أن توفرها 100% تغطية الموصل والتوهين النموذجي حوالي 60-65 ديسيبل, على الرغم من أنها أقل قوة ميكانيكيًا من الدروع الجديلة.

2. تحليل المواد 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي

2.1 المعدن الأساسي: 1050 سبائك الألومنيوم

نظرة عامة على السبائك

1050 ورق ألومنيوم ينتمي إلى 1سبائك الألومنيوم سلسلة xxx, المعروفة باسم سبائك الألومنيوم النقية تجاريا.

الحد الأدنى لمحتوى الألومنيوم هو:

آل ≥ 99.5%

التركيب الكيميائي النموذجي

النقاء العالي يساهم بشكل مباشر في:

• الموصلية الكهربائية ممتازة
• مقاومة تآكل متفوقة
• قابلية التشكيل المتميزة
• الموصلية الحرارية الجيدة

التوصيل الكهربائي

1050 الألومنيوم يوفر عادة:

61-63% الموصلية IACS

على الرغم من أنها أقل من النحاس (100% IACS), توفر كثافة الألومنيوم المنخفضة بشكل ملحوظ نسبة توصيل عالية إلى الوزن.

مقارنة الكثافة

وهذا يعني أن الألومنيوم تقريبًا:

70% أخف من النحاس

وهو مفيد للغاية في تركيبات الكابلات الطويلة.

2.2 طبقة البوليمر: طلاء راتنجات الايبوكسي

طلاء الإيبوكسي عبارة عن طبقة بوليمر متصلدة بالحرارة يتم تطبيقها على أحد جانبي رقائق الألومنيوم أو كليهما.

الوظائف الرئيسية

الحماية من التآكل

الطلاء يخلق حاجزا فعالا ضد:

• رُطُوبَة
• رش الملح
• الملوثات الصناعية
• الملوثات الكيميائية

تعزيز التصاق

تتميز طلاءات الإيبوكسي بخصائص ترابط ممتازة مع:

• أفلام PET
• البولي إيثيلين (بيه)
• البولي بروبيلين (ب)
• مواد تغليف الكابلات

قوة التصاق نموذجية:

5-10 ن/15 ملم

اعتمادًا على تركيبة الطلاء وظروف المعالجة.

الحماية الميكانيكية

الطلاء يقلل:

• خدش السطح
• ضرر التآكل
• عيوب المعالجة

أثناء تصنيع الكابلات.

سمك الطلاء النموذجي

2.3 التأثير التآزري

مزيج من 1050 يخلق الألومنيوم وراتنج الإيبوكسي مركبًا يتجاوز حدود مكوناته الفردية.

الألومنيوم العاري معرض بشدة للتآكل والأكسدة, مما يقلل من استمراريتها الكهربائية.

بالعكس, الايبوكسي وحده يفتقر إلى الصلابة الميكانيكية والانعكاس الكهرومغناطيسي.

معاً, يحمي الإيبوكسي سلامة موصلية الألومنيوم بينما يعمل كجسر لاصق حيوي, ربط درع الألومنيوم بقوة بالبولي إيثيلين الخارجي للكابل (بيه) أو بولي كلوريد الفينيل (البلاستيكيه) غمد.

3. هيكل 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي لحماية الكابلات

3.1 البناء النموذجي

اعتمادا على متطلبات الكابل المحددة, يتم تصميم الرقاقة عادةً في تكوينين أساسيين:

1. من جانب واحد (غير متماثل): قاعدة من الألومنيوم (على سبيل المثال, 0.15 مم) + طلاء الايبوكسي (0.02 - 0.05 مم).
2. على الوجهين (متماثل): طلاء الايبوكسي + قاعدة من الألومنيوم + طلاء الايبوكسي.

3.2 تحليل الطبقات الوظيفية

• النواة الموصلة (ال 1050): تتراوح عادة من 100 ل 200 ميكرومتر في السماكة, هذه الطبقة هي الدفاع الأساسي ضد EMI وتعمل كختم محكم مطلق ضد بخار الماء.
• طبقة التحويل/التمهيدي: مجهرية, غالبًا ما يتم تطبيق طبقة تحويل تعتمد على الزركونيوم أو الكرومات على الألومنيوم. تعمل هذه الطبقة على زيادة الطاقة الحرة السطحية بشكل كبير, ضمان تثبيت الايبوكسي بشكل دائم على المعدن.
• المعطف الخفيف الايبوكسي: تم تركيبه للتحكم الدقيق في السُمك (غالبًا ما يتم ترميزها باللون الأخضر أو ​​الأزرق للكابلات الضوئية), توفر هذه الطبقة مقاومة للتآكل أثناء تصنيع الكابلات وتسهل الترابط الحراري للسترة.

3.3 آلية التدريع

تعتمد كفاءة التدريع لهذا المركب بشكل أساسي على فقدان الانعكاس.

عندما تضرب موجة كهرومغناطيسية موصلة للغاية 1050 سطح الألمنيوم, يؤدي عدم تطابق المعاوقة بين الهواء والمعدن إلى انعكاس الموجة.

يتم إخضاع أي موجة متبقية تخترق المعدن فقدان الامتصاص, حيث يتم تحويل طاقة الموجة إلى كميات دقيقة من الحرارة, تمليها تأثير الجلد من 1050 الألومنيوم بترددات عالية.

4. عملية تصنيع 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي

يتضمن إنتاج رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي عالية الجودة عدة خطوات دقيقة ومضبوطة.

4.1 إنتاج رقائق الألومنيوم

تبدأ العملية بدرجة نقاء عالية 1050 سبائك الألومنيوم, والتي يتم دحرجتها على الساخن إلى صفائح سميكة ثم دحرجتها على البارد من خلال سلسلة من المطاحن لتحقيق مقياس الرقائق المطلوب.

لحماية الكابلات, عادةً ما يتم لف الرقاقة بسماكة تتراوح بين 1000 و 3000 ملم 25 ميكرومتر و 100 ميكرومتر.

غالبًا ما يتم إجراء عملية التلدين النهائية للحصول على المادة الناعمة (ا) حِدّة, ضمان أقصى قدر من المرونة.

4.2 المعالجة السطحية

يعد تحقيق رابطة قوية بين رقائق الألومنيوم وطلاء الإيبوكسي أمرًا بالغ الأهمية.

يجب تنظيف سطح الألومنيوم بدقة ومعالجته مسبقًا لإزالة الزيوت المتداول المتبقية, أكاسيد, والملوثات. تشمل طرق المعالجة المسبقة الشائعة:

• إزالة الشحوم: التنظيف الكيميائي أو المذيب لإزالة الملوثات العضوية.
• النقش الكيميائي: حفر حمضي أو قلوي خاضع للرقابة لإزالة طبقة الأكسيد الطبيعي وإنشاء تضاريس سطحية خشنة للغاية, مما يعزز التشابك الميكانيكي مع الطلاء.
• طلاء التحويل: تطبيق طبقة كيميائية رقيقة (على سبيل المثال, طلاء تحويل خالي من الكرومات) لتحسين مقاومة التآكل وتعزيز الالتصاق.
• علاج الكورونا أو البلازما: تفريغ كهربائي عالي الجهد لزيادة الطاقة السطحية للألمنيوم, مما يجعلها أكثر تقبلا للطلاء.

4.3 تطبيق طلاء الايبوكسي

يتم تطبيق تركيبة راتنجات الإيبوكسي المتخصصة على رقائق الألومنيوم المعالجة مسبقًا باستخدام طرق طلاء دقيقة. التقنية الأكثر شيوعًا هي طلاء الملف (المعروف أيضا باسم طلاء لفة).

• عملية: يتم فك رقائق الألومنيوم وتمريرها عبر سلسلة من البكرات. تقوم أسطوانة الالتقاط بنقل طلاء الإيبوكسي السائل من الخزان إلى أسطوانة التطبيق, والتي تقوم بعد ذلك بتطبيق طبقة دقيقة وموحدة من الطلاء على رقائق الألومنيوم المتحركة.
• دقة: يتم التحكم في سمك الطلاء بدقة عن طريق ضبط الفجوات بين الأسطوانات, سرعات الأسطوانة, ولزوجة طلاء الايبوكسي.

4.4 عملية المعالجة

بعد الطلاء, يمر الرقاقة عبر فرن معالجة متعدد المناطق. تعمل الحرارة على تنشيط تفاعل الارتباط الكيميائي داخل راتنجات الايبوكسي, تحويلها من الحالة السائلة أو شبه الصلبة إلى الحالة الصلبة, علاجه, البوليمر بالحرارة.

• درجة الحرارة والوقت: دورة المعالجة (ملف درجة الحرارة ووقت الإقامة) يعد أمرًا بالغ الأهمية ويجب تحسينه بعناية لتركيبة الإيبوكسي المحددة وسمك الرقائق. يمكن أن تتراوح درجات الحرارة من 150 درجه مئوية إلى أكثر 250 °C.
• تبخر المذيبات: إذا كان الايبوكسي قائم على المذيبات, كما يسهل الفرن التحكم في تبخر المذيبات واستردادها.

4.5 الحز واللف

الشفاء, عادةً ما يتم إنتاج الرقائق المطلية على شكل لفات رئيسية واسعة.

لتلبية المتطلبات المحددة لمصنعي الكابلات, يجب تقطيع هذه اللفات الرئيسية إلى عروض أضيق (على سبيل المثال, 10 ملم إلى 100 مم) باستخدام آلات الحز الدقيقة.

يتم بعد ذلك إعادة لف ملفات الفطيرة المشقوقة على النوى, جاهزة للشحن.

4.6 فحص الجودة

يتم إجراء مراقبة صارمة للجودة طوال عملية التصنيع. تشمل عمليات التفتيش الرئيسية:

• التفتيش البصري: التفتيش عبر الإنترنت وغير متصل للعيوب مثل الثقوب, خدوش, طلاء الفراغات, أو التلوث.
• قياس السماكة: أجهزة قياس عبر الإنترنت وأخذ عينات دون اتصال بالإنترنت للتأكد من أن رقائق الألومنيوم وطلاء الإيبوكسي ضمن التفاوتات المحددة.
• اختبار الالتصاق: اختبارات القشرة (على سبيل المثال, 180 اختبار قشر) لقياس قوة الرابطة بين الايبوكسي والألومنيوم.
• التوصيل الكهربائي: اختبار دوري لقاعدة الألومنيوم للتأكد من مطابقتها لمعايير IACS.

5. خصائص الأداء الرئيسية

5.1 فعالية التدريع EMI

بسبب >99.5% نقاء 1050 سبيكة, توفر الرقائق فعالية حماية فائقة (SE).

في نطاقات التردد النموذجية للاتصالات الحديثة (1 ميغاهيرتز إلى 10 غيغاهيرتز), 0.15 ملم 1050 رقائق الألومنيوم تحقق SE of 60 ديسيبل إلى أكثر 90 ديسيبل, الحظر بشكل فعال >99.9% من التداخل الكهرومغناطيسي.

5.2 الخصائص الميكانيكية

• قوة الشد: تنتج الرقائق القياسية 1050-O قوة شد تبلغ 50 ل 70 الآلام والكروب الذهنية, ضمان عدم انقطاعها تحت شد آلات تغليف الكابلات عالية السرعة.
• استطاله: الاستطالة عند الاستراحة تتجاوز بسهولة 15% ل 20%, توفير المرونة اللازمة للكابل لتحمل نصف قطر الانحناء الضيق أثناء التثبيت.

5.3 مقاومة التآكل

يحول طلاء الإيبوكسي الألومنيوم إلى حاجز خامل كيميائيًا.

في اختبارات رش الملح القياسية (ASTM B117), جودة عالية 1050 يمكن أن تتحمل الرقائق المغلفة بالإيبوكسي زيادة 500 ساعات دون أن تظهر عليه علامات الصدأ الأبيض أو التصفيح.

كما أنها تتميز بمعدل نقل بخار الماء (WVTR) من الصفر تقريبا.

5.4 الاستقرار الحراري

توفر طبيعة الإيبوكسي بالحرارة نافذة تشغيلية واسعة, عادة من -40 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية.

أثناء قذف الغلاف الخارجي للكابل (حيث يتم تطبيق PE أو PVC المنصهر عند درجة حرارة ~ 200 درجة مئوية), تظل طبقة الايبوكسي مستقرة, لا ذوبان ولا تشوه.

5.5 أداء الالتصاق

الرابطة بين الايبوكسي وقاعدة الألومنيوم قوية بشكل استثنائي, عادة ما تسفر عن قوة قشر ≥ 6.13 ن / سم.

عند ربطها بغطاء PE الخارجي للكابل, احباط يخلق مادة صلبة, هيكل موحد يمنع الرطوبة من الانتقال طوليًا إلى أسفل الكابل.

6. تطبيقات 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي لحماية الكابلات

الخصائص الفريدة ل 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي تجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من أنواع الكابلات في مختلف الصناعات.

6.1 كابلات الاتصالات

هذا هو أكبر مجال للتطبيق.

• كابلات البيانات (فئة الكابلات): تستخدم في القط 6 أ, قطة 7, والقطة 8 الكابلات لحماية الأزواج الفردية (ش/بروتوكول نقل الملفات) أو الكابل العام (F/UTP) لتقليل التداخل وضمان نقل البيانات بسرعة عالية (يصل إلى 10 جيجابت في الثانية وما بعدها). يوفر احباط 100% التغطية, ضروري لهذه الترددات العالية.
• كابلات الألياف الضوئية: يستخدم كحاجز للرطوبة وحماية من القوارض في كابلات الألياف الضوئية الخارجية. يضمن طلاء الإيبوكسي مقاومة التآكل على المدى الطويل.

6.2 الكابلات المحورية

• الكيبل التلفزيوني والنطاق العريض: يستخدم كموصل خارجي ودرع في الكابلات المحورية لتلفزيون الكابل وتوزيع الإنترنت. توفر الرقاقة فعالية حماية عالية ضد دخول وخروج الإشارات. غالبًا ما يتم ربطه بالقلب العازل و/أو الغلاف الخارجي.

6.3 كابلات الطاقة والتحكم

• الأتمتة الصناعية: تستخدم في كابلات التحكم ومحرك التردد المتغير (VFD) الكابلات لحماية إشارات التحكم الحساسة من ضوضاء التبديل عالية الطاقة الناتجة عن محركات الأقراص والمحركات.
• كابلات الأجهزة: يحمي إشارات القياس الدقيقة من EMI في المنشآت والمرافق الصناعية.

6.4 كابلات السيارات

• المركبات الكهربائية (EVs): ضروري لحماية كابلات الطاقة ذات الجهد العالي التي تربط البطارية, العاكس, والمحرك. يمنع درع الرقائق تداخل ضوضاء التبديل عالية الطاقة مع الأجهزة الإلكترونية وأنظمة الاتصالات الحساسة ذات الجهد المنخفض في السيارة (يمكن الحافلة). تعد طبيعة الألمنيوم خفيفة الوزن ميزة أساسية لتحسين نطاق السيارة الكهربائية.

6.5 تطبيقات الفضاء والدفاع

• أسلاك الطائرات: تستخدم في خفيفة الوزن, كابلات عالية الأداء لإلكترونيات الطيران, تواصل, وأنظمة الرادار. يجب أن تستوفي الرقاقة المتطلبات الصارمة لفعالية التدريع, تخفيض الوزن, والمقاومة البيئية.

7. تحليل مقارن مع مواد التدريع البديلة

8. المواصفات الفنية لشركة هواوي 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي

9. استنتاج

1050 أصبحت رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي واحدة من أهم مواد الحماية في صناعة الكابلات الحديثة.

من خلال الجمع بين الموصلية المتميزة, المرونة, وخصائص خفيفة الوزن عالية النقاء 1050 الألومنيوم مع الالتصاق, المتانه, ومقاومة التآكل للطلاءات الايبوكسي, فهو يقدم حلاً فعالاً للغاية لحماية EMI وRFI.

قدرتها على توفير تغطية التدريع شبه كاملة, قابلية معالجة ممتازة, الاستقرار البيئي على المدى الطويل, والتكلفة التنافسية تجعله لا غنى عنه في شبكات الاتصالات, الأتمتة الصناعية, إلكترونيات السيارات, أنظمة الفضاء الجوي, والبنية التحتية لنقل البيانات عالية السرعة من الجيل التالي.

مثل 5G, مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي, سيارة كهربائية, وتستمر تقنيات 6G المستقبلية في التوسع, ومن المتوقع أن ينمو الطلب على مواد حماية الكابلات عالية الأداء بشكل مطرد, مزيد من تعزيز موقف 1050 رقائق الألومنيوم المطلية بالإيبوكسي كمادة مهمة في صناعة الكابلات العالمية.

الأسئلة الشائعة

س 1. لماذا هو 1050 الألومنيوم المفضل لحماية الكابلات?

لأنه يوفر درجة نقاء عالية (≥99.5% آل), الموصلية الممتازة, كثافة منخفضة, وقابلية التشكيل المتميزة.

Q2. ما هو الغرض من طلاء الايبوكسي?

أنه يحسن مقاومة التآكل, التصاق, المتانة الميكانيكية, وحماية البيئة.

س3. ما هي فعالية التدريع التي يمكن تحقيقها?

عادة 60-90 ديسيبل, اعتمادا على هيكل الكابل وتردد التشغيل.

س 4. ما سمك احباط يستخدم عادة?

تستخدم معظم تطبيقات حماية الكابلات سماكة الرقائق بين 9 ميكرومتر و 50 ميكرومتر.

س5. كيف يمكن مقارنتها مع التدريع النحاسي?

رقائق الألومنيوم تقريبا 70% أخف وزنًا وأكثر فعالية من حيث التكلفة بشكل عام مع توفير تغطية حماية ممتازة.

س 6. ما الصناعات المستخدمة 1050 ورق الألمنيوم المطلي بالإيبوكسي?

الاتصالات السلكية واللاسلكية, نقل البيانات, الأتمتة الصناعية, السيارات, الفضاء, دفاع, وقطاعات البنية التحتية للطاقة.