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銅導線常見的氧化現象

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銅導線常見的氧化現象

發布日期:2019-03-14 作者:客服 點擊:

  PVC電線在生產、運輸、貯存和使用過程中,受潮濕環境和溫度影響,銅導體及其合金容易被氧化,尤其是在炎熱夏季的來臨,使得空氣中的濕度和溫度大幅提高。銅導體在氧化初期呈現粉紅色(氧化亞銅),隨著時間的增加,逐漸變成黑色(氧化銅)[4][5]。為了便于分析,現將常見的銅導線氧化現象匯總如下:1.電解銅生產銅桿時引起的氧化;2.銅桿拉絲時氧化;3.銅絲退火時氧化;4.銅絲拉絲退火成盤后,在盤的外表面上的銅絲氧化;5.銅絲束絲或絞線后導體氧化;6.電線的開端和末端氧化;7.電線中間連續一定長度或某一截面的導體表面導體出現氧化現象;8.絕緣層破損或絕緣材料老化處銅導體氧化變黑


  三、可導致銅導線氧化的因素


  銅導體表面變黑的根本原因是銅導體表面發生了氧化現象,其表面的氧化膜主要由Cu2O、CuO、CuCO3、Cu(OH)2組成,并含有少量銅的氯化物、硫化物、鈉鹽以及SiO2等[6][7][8][9]。而引起銅導體氧化的因素主要有以下幾個方面:


  (1)銅導體自身的因素


  目前,電解銅加工成銅桿通常有下面兩種方法:上引法和連鑄連軋法[2]。


  低氧銅的生產采用連鑄連軋法。連鑄連軋法是通過熔化爐將電解銅熔化后,使銅液經過兩爐之間的狹小的熔溝進入保溫爐進行保溫,而后通過連鑄機、牽引機、滾剪機、校直刨角機、打毛機、連軋機、收桿裝置制成銅桿。熔化的銅在連鑄時,銅的表面與空氣中的氧氣接觸,會形成氧化銅。雖然連軋工序會除去部分外層氧化膜,但是還會有部分氧化銅皮軋進銅桿中。生產過程中使用含抗氧劑的冷卻液,可減少銅桿表面的氧化變色。在混雜廢銅直接再生連鑄連軋低氧銅桿的情況下,銅導體的質量控制更加困難,銅桿中含有一定量的氧和雜質,為后續生產和使用埋下隱患。


  色色Av電影院而無氧銅的生產采用上引發。上引法是通過工頻感應熔化爐將電解銅進行熔化,熔化后的銅液經過兩爐之間的狹小的熔溝進入保溫爐進行保溫,然后由引桿機構利用結晶器冷卻水冷卻控制引出銅桿,銅桿冷卻到室溫后進入空氣中,最后由收線機構將銅桿盤成圈供下一道工序使用。整個生產過程中實現了隔氧狀態下的全過程生產,確保了產品的純度與無氧,避免了銅桿的氧化。使用上引法生產的銅桿具有以下優點:電阻率低、加工性能好、外觀光潔、機構密實、表面圓整、無氧化、無裂紋、無毛刺、無起皮和夾雜缺陷。


  (2)銅桿拉絲過程


  銅桿制成各種規格的銅絲是通過拉絲工序實現的。對于大拉、中拉、細絲過程中,拉絲乳化液的質量嚴重影響銅絲表面效果[3]。拉絲乳化液中應包含抗氧劑和潤滑液。抗氧劑的存在可以保護銅導體表面在拉絲過程中不被氧化。潤滑液的潤滑效果、抗清洗能力、及其穩定性決定了銅絲質量的穩定性。潤滑液一般情況下為堿性,堿性潤滑液易在水中吸收二氧化碳,而在水中的二氧化碳與拉絲時產生的銅沫以及水中的重金屬離子發生化學反應生成堿式碳酸銅和其他重金屬的碳酸鹽,其反應式如下:2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。


  銅與游離皂中的脂肪酸根會發生反應,產生不溶于水的銅皂,會影響潤滑液的潤滑效果和抗清洗能力,縮短潤滑液的使用壽命[2]。不溶于水的銅皂和重金屬皂累積起來形成淤渣混雜在其中,不易沉淀,會造成銅線表面質量不良。


  另外,單絲拉制時,選取的拉絲模具若有損傷,孔徑粗糙不光滑,會造成銅絲表面出現拉傷現象,增大銅絲被氧化的幾率。

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  (3)銅絲的退火過程


  銅絲經過多道拉絲延伸后,晶體結構發生變化,會產生內應力,具體表現為:銅絲硬化,延伸率下降,導體電阻率上升。而退火的目的是改善銅絲的韌性和塑性,使晶格從新排列,消除內應力。退火過程中會使用退火冷卻液,是由水和抗氧劑組成,其作用是在銅線韌煉后降低銅線的表面溫度,防止銅線與空氣中的氧氣接觸而發生氧化反應。


  目前,許多公司所使用的水基本上都是自來水,而自來水都是經過氯消毒殺菌的,所以水中會含有少量的氯離子。氯離子易于變形和極化,當其吸附在銅導體的表面時,會產生一個很強的誘導電場,足以將銅離子拉出晶格,對銅導體表面造成破壞,加速其表面銹蝕的發生。另外,水中的重金屬離子,如鈉離子、鎂離子、鈣離子都會對銅的氧化有一定的影響,但是沒有氯離子明顯[12]。


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