1 परिचय
उच्च आवृत्ति वाले संकेतों के संचरण में संचार केबल के चालकों में स्किन इफ़ेक्ट उत्पन्न होता है, और प्रेषित संकेत की आवृत्ति बढ़ने के साथ यह प्रभाव और भी गंभीर होता जाता है। स्किन इफ़ेक्ट का तात्पर्य समाक्षीय केबल के भीतरी चालक की बाहरी सतह और बाहरी चालक की भीतरी सतह के अनुदिश संकेतों के संचरण से है, जब प्रेषित संकेत की आवृत्ति कई किलोहर्ट्ज़ या दसियों हज़ार हर्ट्ज़ तक पहुँच जाती है।
विशेष रूप से, तांबे की अंतरराष्ट्रीय कीमतों में भारी वृद्धि और प्रकृति में तांबे के संसाधनों के लगातार कम होते जाने के कारण, तांबे के कंडक्टरों को प्रतिस्थापित करने के लिए तांबे से लेपित स्टील या तांबे से लेपित एल्यूमीनियम के तारों का उपयोग करना, तार और केबल निर्माण उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य बन गया है, साथ ही साथ इसके प्रचार-प्रसार के लिए भी एक विशाल बाजार अवसर उपलब्ध है।
लेकिन कॉपर प्लेटिंग में तार, पूर्व-उपचार, निकल की पूर्व-प्लेटिंग और अन्य प्रक्रियाओं के साथ-साथ प्लेटिंग घोल के प्रभाव के कारण, निम्नलिखित समस्याओं और दोषों को आसानी से उत्पन्न कर सकता है: तार का काला पड़ना, पूर्व-प्लेटिंग का ठीक से न होना, मुख्य प्लेटिंग परत का उतर जाना, जिसके परिणामस्वरूप बेकार तार और सामग्री की बर्बादी होती है, जिससे उत्पाद निर्माण लागत बढ़ जाती है। इसलिए, कोटिंग की गुणवत्ता सुनिश्चित करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह लेख मुख्य रूप से इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा कॉपर-लेपित स्टील तार के उत्पादन के प्रक्रिया सिद्धांतों और प्रक्रियाओं के साथ-साथ गुणवत्ता संबंधी समस्याओं के सामान्य कारणों और उनके समाधान के तरीकों पर चर्चा करता है। 1. कॉपर-लेपित स्टील तार प्लेटिंग प्रक्रिया और इसके कारण
1. 1 तार का पूर्व-उपचार
सबसे पहले, तार को क्षारीय और पिकलिंग घोल में डुबोया जाता है, और तार (एनोड) और प्लेट (कैथोड) पर एक निश्चित वोल्टेज लगाया जाता है, जिससे एनोड पर बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन अवक्षेपित होती है। इन गैसों की मुख्य भूमिकाएँ इस प्रकार हैं: पहला, स्टील के तार और उसके आस-पास के इलेक्ट्रोलाइट की सतह पर बनने वाले तीव्र बुलबुले यांत्रिक हलचल और परत हटाने का प्रभाव डालते हैं, जिससे स्टील के तार की सतह से तेल को हटाने में मदद मिलती है और तेल और ग्रीस के साबुनीकरण और पायसीकरण की प्रक्रिया तेज होती है; दूसरा, धातु और घोल के बीच की सतह पर चिपके छोटे बुलबुले, स्टील के तार से चिपके तेल को घोल की सतह पर ले आते हैं, जिससे तेल को हटाने में मदद मिलती है और साथ ही, एनोड में हाइड्रोजन अपघर्षण होने की संभावना कम हो जाती है, जिससे अच्छी प्लेटिंग प्राप्त की जा सकती है।
1. 2 तार की चढ़ावट
सबसे पहले, तार को पूर्व-उपचारित किया जाता है और उस पर निकल की परत चढ़ाई जाती है। इसके लिए तार को चढ़ाने वाले घोल में डुबोया जाता है और तार (कैथोड) तथा तांबे की प्लेट (एनोड) पर एक निश्चित वोल्टेज लगाया जाता है। एनोड पर, तांबे की प्लेट इलेक्ट्रॉन खो देती है और इलेक्ट्रोलाइटिक (चढ़ाई) घोल में मुक्त द्विसंयोजक तांबे के आयन बनाती है।
Cu – 2e→Cu2+
कैथोड पर, स्टील के तार का इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से पुनः विद्युतीकरण किया जाता है और द्विसंयोजक तांबे के आयन तार पर जमा हो जाते हैं जिससे तांबे से ढका स्टील का तार बनता है:
Cu2 + + 2e→ Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e→ Cu
2H + + 2e→ H2
जब प्लेटिंग घोल में अम्ल की मात्रा अपर्याप्त होती है, तो क्यूप्रस सल्फेट आसानी से अपघटित होकर क्यूप्रस ऑक्साइड बनाता है। क्यूप्रस ऑक्साइड प्लेटिंग परत में फंस जाता है, जिससे वह ढीली हो जाती है। Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4]
I. मुख्य घटक
आउटडोर ऑप्टिकल केबल में आमतौर पर नंगे फाइबर, लूज़ ट्यूब, जल अवरोधक सामग्री, सुदृढ़ीकरण तत्व और बाहरी आवरण होते हैं। ये विभिन्न संरचनाओं में उपलब्ध होते हैं, जैसे कि सेंट्रल ट्यूब डिज़ाइन, लेयर स्ट्रैंडिंग और स्केलेटन संरचना।
बेयर फाइबर से तात्पर्य 250 माइक्रोमीटर व्यास वाले मूल ऑप्टिकल फाइबर से है। इनमें आमतौर पर कोर परत, क्लैडिंग परत और कोटिंग परत शामिल होती हैं। विभिन्न प्रकार के बेयर फाइबर में कोर परत का आकार भिन्न-भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, सिंगल-मोड OS2 फाइबर आमतौर पर 9 माइक्रोमीटर के होते हैं, जबकि मल्टीमोड OM2/OM3/OM4/OM5 फाइबर 50 माइक्रोमीटर के और मल्टीमोड OM1 फाइबर 62.5 माइक्रोमीटर के होते हैं। मल्टी-कोर फाइबर में अंतर करने के लिए बेयर फाइबर को अक्सर रंग के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
लूज़ ट्यूब आमतौर पर उच्च-शक्ति वाले इंजीनियरिंग प्लास्टिक पीबीटी से बने होते हैं और इनका उपयोग फाइबर को खुला रखने के लिए किया जाता है। ये सुरक्षा प्रदान करते हैं और इनमें जल-अवरोधक जेल भरा होता है ताकि पानी फाइबर में प्रवेश न कर सके और उसे नुकसान न पहुंचा सके। यह जेल फाइबर को झटकों से होने वाले नुकसान से भी बचाता है। लूज़ ट्यूब की निर्माण प्रक्रिया फाइबर की अतिरिक्त लंबाई सुनिश्चित करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
जल अवरोधक सामग्रियों में केबल जल अवरोधक ग्रीस, जल अवरोधक धागा या जल अवरोधक पाउडर शामिल हैं। केबल की समग्र जल अवरोधक क्षमता को और बढ़ाने के लिए, जल अवरोधक ग्रीस का उपयोग करना सबसे प्रचलित तरीका है।
मजबूती प्रदान करने वाले तत्व धात्विक और अधात्विक दोनों प्रकार के होते हैं। धात्विक तत्व अक्सर फॉस्फेटेड स्टील के तारों, एल्युमीनियम टेप या स्टील टेप से बने होते हैं। अधात्विक तत्व मुख्य रूप से एफआरपी सामग्री से बने होते हैं। उपयोग की गई सामग्री चाहे जो भी हो, इन तत्वों को मानक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति प्रदान करनी चाहिए, जिसमें तनाव, झुकने, प्रभाव और मरोड़ के प्रति प्रतिरोध शामिल है।
बाहरी आवरण का निर्माण करते समय उपयोग के वातावरण को ध्यान में रखना चाहिए, जिसमें जलरोधक, यूवी प्रतिरोध और मौसम प्रतिरोध शामिल हैं। इसलिए, काले पीई पदार्थ का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, क्योंकि इसके उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुण इसे बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त बनाते हैं।
2. कॉपर प्लेटिंग प्रक्रिया में गुणवत्ता संबंधी समस्याओं के कारण और उनके समाधान
2.1 तार के पूर्व-उपचार का चढ़ावा परत पर प्रभाव: इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा तांबे की परत चढ़े इस्पात के तार के उत्पादन में तार का पूर्व-उपचार अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि तार की सतह पर मौजूद तेल और ऑक्साइड की परत पूरी तरह से नहीं हटाई जाती है, तो पूर्व-चढ़ाया गया निकल का आवरण ठीक से नहीं चढ़ता और बंधन कमजोर होता है, जिससे अंततः तांबे की मुख्य चढ़ावा परत उतर जाती है। इसलिए, क्षारीय और पिकलिंग तरल पदार्थों की सांद्रता, पिकलिंग और क्षारीय धारा और पंपों की स्थिति पर नज़र रखना आवश्यक है, और यदि वे सामान्य स्थिति में नहीं हैं, तो उनकी तुरंत मरम्मत की जानी चाहिए। इस्पात के तार के पूर्व-उपचार में आने वाली सामान्य गुणवत्ता संबंधी समस्याओं और उनके समाधानों को तालिका में दर्शाया गया है।
2.2 प्री-निकल घोल की स्थिरता सीधे तौर पर प्री-प्लेटिंग परत की गुणवत्ता निर्धारित करती है और कॉपर प्लेटिंग के अगले चरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसलिए, प्री-प्लेटेड निकल घोल के संघटन अनुपात का नियमित रूप से विश्लेषण और समायोजन करना तथा यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि प्री-प्लेटेड निकल घोल स्वच्छ और संदूषित न हो।
2.3 मुख्य प्लेटिंग घोल का प्लेटिंग परत पर प्रभाव: प्लेटिंग घोल में कॉपर सल्फेट और सल्फ्यूरिक एसिड दो घटक होते हैं, जिनका अनुपात सीधे प्लेटिंग परत की गुणवत्ता निर्धारित करता है। यदि कॉपर सल्फेट की सांद्रता बहुत अधिक हो, तो कॉपर सल्फेट के क्रिस्टल अवक्षेपित हो जाएंगे; यदि कॉपर सल्फेट की सांद्रता बहुत कम हो, तो तार आसानी से जल जाएगा और प्लेटिंग की दक्षता प्रभावित होगी। सल्फ्यूरिक अम्ल इलेक्ट्रोप्लेटिंग विलयन की विद्युत चालकता और धारा दक्षता में सुधार कर सकता है, इलेक्ट्रोप्लेटिंग विलयन में तांबे के आयनों की सांद्रता को कम कर सकता है (समान आयन प्रभाव), जिससे कैथोडिक ध्रुवीकरण और इलेक्ट्रोप्लेटिंग विलयन का फैलाव बेहतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप धारा घनत्व सीमा बढ़ जाती है, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग विलयन में मौजूद क्यूप्रस सल्फेट के क्यूप्रस ऑक्साइड में अपघटन और अवक्षेपण को रोक सकता है, जिससे प्लेटिंग विलयन की स्थिरता बढ़ती है, साथ ही एनोडिक ध्रुवीकरण को भी कम करता है, जो एनोड के सामान्य विघटन के लिए अनुकूल है। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सल्फ्यूरिक अम्ल की उच्च मात्रा कॉपर सल्फेट की घुलनशीलता को कम कर देगी। जब प्लेटिंग विलयन में सल्फ्यूरिक अम्ल की मात्रा अपर्याप्त होती है, तो कॉपर सल्फेट आसानी से क्यूप्रस ऑक्साइड में अपघटित हो जाता है और प्लेटिंग परत में फंस जाता है, जिससे परत का रंग गहरा और ढीला हो जाता है। जब प्लेटिंग घोल में सल्फ्यूरिक एसिड की मात्रा अधिक होती है और कॉपर लवण की मात्रा अपर्याप्त होती है, तो कैथोड में हाइड्रोजन का आंशिक निर्वहन होता है, जिससे प्लेटिंग परत की सतह धब्बेदार दिखाई देती है। कॉपर प्लेट में फास्फोरस की मात्रा भी कोटिंग की गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। फास्फोरस की मात्रा 0.04% से 0.07% के बीच नियंत्रित की जानी चाहिए। यदि यह 0.02% से कम है, तो कॉपर आयनों के उत्पादन को रोकने के लिए फिल्म बनाना मुश्किल हो जाता है, जिससे प्लेटिंग घोल में कॉपर पाउडर की मात्रा बढ़ जाती है। यदि फास्फोरस की मात्रा 0.1% से अधिक है, तो यह कॉपर एनोड के घुलने को प्रभावित करेगा, जिससे प्लेटिंग घोल में द्विसंयोजक कॉपर आयनों की मात्रा कम हो जाती है और बहुत अधिक एनोड कीचड़ उत्पन्न होता है। इसके अलावा, एनोड कीचड़ को प्लेटिंग घोल को प्रदूषित करने और प्लेटिंग परत में खुरदरापन और उभार पैदा करने से रोकने के लिए कॉपर प्लेट को नियमित रूप से धोना चाहिए।
3 निष्कर्ष
उपरोक्त पहलुओं के प्रसंस्करण के माध्यम से, उत्पाद का आसंजन और निरंतरता अच्छी है, गुणवत्ता स्थिर है और प्रदर्शन उत्कृष्ट है। हालांकि, वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, परासरण परत की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले कई कारक होते हैं। समस्या का पता चलने पर, समय रहते उसका विश्लेषण और अध्ययन किया जाना चाहिए और उसे हल करने के लिए उचित उपाय किए जाने चाहिए।
पोस्ट करने का समय: 14 जून 2022