คำอธิบายอย่างละเอียดเกี่ยวกับวัสดุแกนนำไฟฟ้าภายในของสายเคเบิลแบบ Coaxial

วัสดุตัวนำด้านในของสายเคเบิลโคแอกเชียลมีความหลากหลาย โดยทั่วไปรวมถึงเหล็กเคลือบทองแดง ทองแดงชุบเงิน ทองแดงชุบดีบุก เป็นต้น บทความนี้จะแนะนำอย่างสังเขปถึงคุณสมบัติและข้อดีของวัสดุทั้งสามชนิดนี้

1, ทองแดงเคลือบเหล็ก

ลวดเหล็กหุ้มทองแดงเป็นลวดคอมโพสิตที่ใช้ลวดเหล็กเป็นแกนกลางและมีชั้นของทองแดงเคลือบอยู่บนพื้นผิว ลวดเหล็กหุ้มทองแดงรวมคุณสมบัติทางกลของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการอ่อนตัวจากอุณหภูมิสูง เข้ากับคุณสมบัติด้านไฟฟ้าของทองแดงที่นำไฟฟ้าได้ดีและมีความต้านทานการสัมผัสต่ำ ดังนั้น จึงมีคุณลักษณะเด่น ได้แก่ การนำไฟฟ้าสูง ต้นทุนวัสดุต่ำ ความต้านทานแรงดึงสูง น้ำหนักเบา และทนต่อการสึกหรอ มันสามารถใช้แทนตัวนำทองแดงในอุตสาหกรรมสายเคเบิล เป็นตัวนำสำหรับสายส่งสัญญาณความถี่สูงและต่ำในอุตสาหกรรมการสื่อสาร ลวดเหล็กหุ้มทองแดงรวมความแข็งแรงสูงของเหล็กเข้ากับการนำไฟฟ้าสูงและความต้านทานการกัดกร่อนของทองแดง ทำให้เป็นลวดที่เหมาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการสื่อสาร พลังงาน และอิเล็กทรอนิกส์ ยิ่งชั้นทองแดงที่หุ้มอยู่รอบพื้นผิวเหล็กมีความหนามากเท่าใด การนำไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ลวดเหล็กเคลือบทองแดงสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามการนำไฟฟ้า ได้แก่ 21% IACS, 30% IACS และ 40% IACS (IACS มาตรฐานการนำไฟฟ้าของทองแดงรีดเย็นสากล) ลวดเหล็กเคลือบทองแดงยังสามารถแบ่งตามสมบัติทางกลศาสตร์ (สถานะรีดเย็น) ได้เป็น สถานะอ่อน (A), สถานะแข็ง (HS) และสถานะแข็งพิเศษ (EHS) โดยทั่วไป สายเคเบิลความถี่วิทยุ (RF) จะใช้ลวดเหล็กเคลือบทองแดงแบบอ่อนที่มีค่า IACS 30% หรือ 40% เป็นตัวนำภายใน

2, ทองแดงทองแดง

ลวดทองแดงชุบนิกเกิลเงินผลิตโดยการชุบชั้นเงินอย่างสมมาตรรอบแกนทองแดง ซึ่งรวมเอาคุณสมบัติเด่นของโลหะทั้งสองชนิดเข้าไว้ด้วยกัน มีความสามารถในการนำไฟฟ้าที่ดี พื้นผิวเรียบเงาและเป็นมันวาว ขณะที่ชั้นเงินมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนสูง เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ ลวดทองแดงชุบเงินจึงกลายเป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับสายไฟความถี่สูง

ลวดทองแดงชุบเงินแบ่งออกเป็นลวดทองแดงรอบนิ่มชุบเงินและลวดทองแดงรอบแข็งชุบเงิน ลวดทองแดงรอบนิ่มชุบเงินจะผ่านกระบวนการอบอ่อนเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ เพื่อให้เกิดความนิ่ม เคลือบทองแดงชุบเงินที่ดีจะยึดติดอย่างต่อเนื่องและมั่นคงกับพื้นผิวของตัวนำ และพื้นผิวตัวอย่างยังคงสีดำหลังจากการทดสอบ พื้นผิวของชั้นเคลือบชุบเงินควรเรียบและต่อเนื่อง ปราศจากข้อบกพร่องที่เป็นอันตราย เช่น เม็ดเงิน คมหยาบ หรือความเสียหายทางกล เป็นต้น

คุณสมบัติในการทำงาน ได้แก่ การนำไฟฟ้าสูง และคุณสมบัติความถี่สูง (ปัจจุบันสายเคเบิลส่วนใหญ่ที่ต้องการประสิทธิภาพสูงจะใช้ทองแดงชุบเงินเป็นตัวนำภายใน เช่น สายเคเบิลสูญเสียต่ำ และสายเคเบิลสำหรับการทดสอบ ซึ่งมักใช้ในสาขาอวกาศและการทหาร) ทนต่ออุณหภูมิสูง ช่วงอุณหภูมิในการทำงานตั้งแต่ -60 ℃~+250 ℃, และทนต่อการกัดกร่อน

3, ทองแดงเคลือบสังกะสี

ทองแดงชุบดีบุค เป็นการชุบผิวทองแดงด้วยชั้นบางๆ ของโลหะดีบุค โดยดีบุคจะสร้างฟิล์มบางของดีบุคไดออกไซด์เมื่อสัมผัสกับอากาศ จึงช่วยป้องกันไม่ให้ทองแดงเกิดการออกซิเดชัน นอกจากนี้ ดีบุคยังสามารถสร้างฟิล์มบางร่วมกับฮาโลเจนได้ ซึ่งมีผลในลักษณะคล้ายกัน ดังนั้น จึงมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดี มีความแข็งแรงและความแข็งพอเหมาะ ขึ้นรูปได้ง่าย และเชื่อมต่อได้อย่างสะดวก ชั้นดีบุคมีลักษณะไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น และมีพื้นผิวที่เงางาม

วัตถุประสงค์หลักของการชุบดีบุคบนทองแดง คือ การป้องกันการออกซิเดชันของทองแดง ในสายเคเบิล ตัวนำไฟฟ้าทองแดงชุบดีบุคก็ถูกใช้เป็นตัวนำภายในเช่นกัน แต่โดยทั่วไปมักเลือกใช้เป็นตัวนำภายนอก (ทองแดงชุบดีบุคแบบถักเป็นเส้น) เช่น ในสายเคเบิลกึ่งยืดหยุ่น