Никелированные медные проводники и области их применения

26.01.2007

Использование никеля для плакирования медных жил кабелей и проводов имеет ряд преимуществ по сравнению с серебром или оловом в некоторых областях применения кабельных изделий, в частности, в тех областях эксплуатации, которые связаны с высокими температурами.

Никель обладает хорошей стойкостью к воздействию высоких и низких температур, высокой стойкостью к окислению и коррозии. Всего в мире ежегодно более 10 000 метрических тонн медной проволоки плакируется серебром или никелем. Эта проволока используется, главным образом, для изготовления многопроволочных жил высококачественных электрических кабелей для космической, авиационной, оборонной, телекоммуникационной, электронной отраслей, а также для производства высокотемпературных кабелей, плавких предохранительных устройств и выводов искрового зажигания. Никелированные медные провода могут выдержать температуру до 750?С. Обычно, кабели с никелированными медными жилами, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах, выдерживают тот же температурный диапазон, на который рассчитаны изоляционные материалы. Высокотемпературные кабели обычно состоят из 5 основных компонентов: жилы, изоляции, защитной оплётки, наружной оболочки в виде шланга и экрана. Не все конструкции включают все пять компонентов, для некоторых более простых конструкций могут потребоваться только жила и экструдированная изоляция. Чем более неблагоприятные условия эксплуатации предполагаются, тем более сложная конструкция кабеля может потребоваться.

Специалисты турецкой компании Sarkuysan Electrolytic Copper Co. провели исследования зависимости эксплуатационных характеристик кабелей от толщины слоя никеля на медных жилах после воздействия высоких температур: 20 мин. при 1000?С, 5 мин. при 1100?С, 20 мин. при 1100?С и 20 мин. при 1200?С. Исследование проводилось на 0,25-мм медных проводниках, состояние которых анализировалось после воздействия очень высоких температур. Было определено, что 10% и 27% - никелированная медная проволока может в течение непродолжительного времени выдержать температуру минимум до 1100?С и 1200?С, соответственно. При этом медная основа расплавляется, а слой никеля действует как трубка для жидкой меди, в результате чего проводник может по-прежнему проводить ток, что даёт потребителю жизненно важный шанс. Медная проволока с 4%-никелированием не сохраняет свою форму при 1100?С из-за недостаточного слоя никеля. Что касается материалов изоляции, то для кабелей этого типа обычно используются экструдированные полимерные компаунды, синтетические каучуки и слюда. Наружная оболочка накладывается также методом экструзии из термопластов или термоотверждающихся материалов. В качестве оплётки для ограниченной механической защиты широко используется стекловолокно, причём почти всегда такую оплётку насыщают соответствующим высокотемпературным составом, предотвращающим расщепление волокон или проникновение влаги. Проведенные исследования характеристик некоторых изоляционных материалов, наиболее часто применяемых в конструкциях высокотемпературных кабелей, показали, что предпочтительным выбором является комбинация слюды с промежуточными слоями из стекловолоконной оплётки, слюды и ещё одной оплётки из стекловолокон. Такой выбор обеспечивает высокую нагревостойкость кабеля (благодаря слюде) и более длительный срок службы кабеля в результате снижения эффектов от его изгибания (благодаря стекловолокну). При создании такой комбинированной конструкции кабеля необходимо помнить, что все материалы компонентов должны быть совместимы, а сам кабель, в конечном счете, настолько прочен, насколько прочен его самый слабый компонент.