前言电线电缆之主要材料为导体与绝缘材质

前言電線電纜之主要材料為導體與絕緣材質，茲做以下簡介：導體：鐵線→鋁線→銅線→銀線→金線→光纖絕緣材料：紙→布→漆→塑膠→橡膠→雲母→高分子塑膠材料由於材料不斷的研究改進，使得電線電纜行業由早期的銷售技術競爭演變到生產設備競爭及現階段材料技術競爭。除了交期要快，物美價廉為當今客戶所要求的目標。而交期要快，可更換效率高的設備，好設備可用金錢可買到，但是好的材料、好技術就得靠時間與經驗去學習。製程工段簡介伸線絞銅芯線絕緣押出纏繞包紮編織編織二次押出鍍錫銅線紙帶鋁箔麥拉帶不織布地線對絞集合包紮排線押出編織外被檢驗裁包檢驗PVC粒入庫銷貨檢驗導體：只要有傳導性之金屬均可以作為導體，但因關係到傳導性及價格，所以一般會作為導體之材質並不多，一般常用之材料，鍍錫銅(TA)、裸銅(BA)、先絞後鍍銅(TC)、銅包鋼(CCS)、鍍銀線(SA)銅由於具有良好的電氣特性、物理特性及較低的成本。所以是最為廣泛使用的一種金屬材料。銅具有良好的加工性能比較容易成形，另外作為導體材料他既可以直接使用(裸銅)也可以直接鍍上其他金屬後(銀、錫、鎳)再使用。在加工過程中所有的銅材多為硬銅，因此為了增加他的柔韌性，對於硬銅大多需要進行熱處理後才會使用。不論是硬銅還是經過退火處理之後的軟銅，在市場上均可以購買。但軟銅主要應用於對彎折性要求較高的產品上。基本產品結構導體的稱呼:標示導體習慣上先寫條數,斜線之後寫出直徑或單條之AWG，其後再給予材料的符號，直徑單位以mm為單位，TA表示鍍錫銅、裸銅以BA表示，經絞合後之導體代碼：7/0.16TA7代表7條、0.16TA表示素銅材線徑。一般導體會使用到的相關特性有直徑,截面積,重量.(單位以公制稱呼與英制稱呼)為了方便識別,在電線行業區分線材的規格稱為線號,線號有幾種不同的表示方法,AWG、BWG、SWG、mm2.一般電腦線廠所使用導體稱呼為AWG(美國線規標準)，在線規標準內未規定所使用導體之條數，只要是導體直徑(Solid)與截面積(Stranded)符合UL規定即可稱為相同之AWG，在規範內可分為:Solid與Stranded兩種對照表，相關規定參照UL758Page26-1內容有相關之規定.導體選用1.產品使用特性會有彎曲拉扯之要求時,導體需選用多股O.D.較小,絞距較密之導體,以增加其抗張強度。單條的導體回復彈性不好,但是容易固定彎曲，但是不耐彎曲。2.選用鍍錫銅為防止導體氧化3.產品使用長度越長,容許電流越小,需選用導體O.D較大，AWG.數較小之絞銅,因其導體電阻R=ρ*L/A，與長度(L)成正比，與截面積(A)成反比。4.產品測試頻率要求在200HZ以上時,因會有10%之介電損失,所以需選用導體O.D.較大,AWG數較小之絞銅。銅材鍍層的類型及方法當直接把銅暴露在空氣、熱、潮濕及其他化學的環境中時，裸銅或銅合金即容易發生氧化現象，銅表面一但發生氧化那麼將對金屬材料產生一系列的不利影響，因此為了防止氧化現象發生我們在銅表面又鍍上一層其他金屬，以防止氧化。鍍層材料:錫:使用最為廣泛的鍍層材料，其加工過程簡單成本低廉。銀:通常在鐵弗龍絕緣線材的鍍層材料中，使用銀能夠在加工鐵弗龍時的高溫下不產生任何破壞這溫度通常可達到200℃。鎳:通常在設備的使用溫度超過200℃時會採用鍍鎳的方法(例如適用在航空或軍事領域上)。金:由於其價格的昂貴而很少使用，但是對於那些對線材的柔軟性和導電性要求較高的領域(如航空設備上的控制電纜)則用採鍍金的方式。名稱符號比重熔點(℃)導電係數百分比銀Ag10.5960.8109金Au19.3106370.8鋁Al2.766061.2銅Cu8.921083100鎘Cd8.6432022.7鐵Fe7.86153517.2鉛Pb11.33277.9錫Sn7.2823115常用金屬材料特性備註:導電係數以銅為基準(20℃)導體導電率之計算C(Rm/L)+D(20-T)R(導體電阻)=Ω/mm(質量)=gL(測量長度)=MT(溫度)=℃C(電阻係數)=0.15328D(溫度係數)=0.0006導電率@20℃=%銅導體輸送電流的能力導體輸送電流的能力通常用導體中輸送電流的最大電流強度來表示，這個最大電流強度是指當導體中有此電流流過時，不會將導體熔化也不會使絕緣層溶化。很多因素都會約制導體所能流過的最大電流，其中主導作用的是如下幾個:ConductorSize:導體的截面積越大，那麼該導體可輸送的電流強度就越大。Insulation:導體中有電流流過時，因收熱量之後的絕緣層溫度溫度不可超過絕緣材料的最大使用溫度。Ambient(surrounding)Temperature環境溫度:環境溫度越高，那麼達到絕緣層使用時所需的熱量就越少。PVC粒製造流程：PVC粉其他化學原料攪拌押出切粒冷卻入桶磅重裝袋PVC粒入庫對色特性檢驗PVC之認識1.PVC之簡介：PVC用途極廣，除了電線電纜絕緣保護層外，舉凡唱片、壁紙、地磚、膠管、人造皮(膠布)、雨衣、皮帶、手套、鞋子、窗簾、海灘椅、插頭、電子零件….等人生必需品，全都是PVC所延伸也因為其用途之廣大。2.PVC的特性：PVC依用途不同，大致可分為兩種硬度，即硬質與軟質。PVC優點為電氣絕緣性佳、耐水性、耐臭氧性、耐燃性、皆很好，耐候性也較PE、PP佳。越接近硬質，其對於酸、鹼、鹽及部份之有機溶劑，油脂具有抵抗性也較差。PVC與PE、PP、PS、ABS之最大不同處，其不是以添加安定劑長成之顆粒狀供給加工業使用，而是椅白色粉狀供給加工業，加工業再以機械及成品規格要求之不同，加入適當之可塑劑、安定劑、滑劑、填充劑、特殊添加劑、色料等原料加以加工而成，這也是PVC變化多端，用途廣闊之原因。NonContaminating(非移行性)：表示其PVC外被之可塑劑不會移行至其他塑膠製品上面。；PVC配方的組成，必須包含以下基本原料著　　色　　劑紫外線吸收劑其　　　　　它加工性，電氣性，耐候性，經濟性耐燃性，發煙性特殊場合提高耐熱性加工性（押出，射出特性），防黏性美觀性（賦予色彩），芯線分色識別耐候（光）性防鼠，防白蟻，防黴填　　充　　劑耐　　燃　　劑防　　老　　劑加　工　助　劑軟硬度，耐熱性，耐寒性，加工性，電氣性耐熱性，移行性，加工性，電氣特性ＰＶＣ　粉　配　合　劑　名可　　塑　　劑安　　定　　劑基本特性加工性，耐熱性，耐寒劑，表面性，變形性※PVC(熱塑性聚氯乙烯):由於所要求特性不同，我們可以有多種PVC形式可以選擇。總和來說PVC成本低廉，擠押加工性良好，具有優良的電氣及物理特性是目前使用範圍最為廣泛的一種絕緣材料。性能最佳的PVC的使用溫度範圍是-55℃～105℃，其他使用溫度為-20℃～80℃的乙烯樹酯所形成的。PVC具有優異的耐燃性分子結構和耐磨性，另外他還不易被有機溶劑及酸鹼所腐蝕。PVC具有良好的非移型性，由於PVC無臭無味無毒它可以在食品及醫療上得到使用。另外PVC的高介電常數它是顯示出高電容能力和低衰減的特性，這使它可以應用到Wire&Cable領域。但是PVC的彈性較差這使它不能很好的應用到彈性線材中，而在低溫下PVC較脆。這就使在低溫下仍要求線材要十分柔軟的情況下，PVC應盡量不使用。PVC用於Cable的外被絕緣和Wire的絕緣材料。SEMI-RIGIDPVC(半硬PVC):一種耐磨性非常好的PVC絕緣材料。對於30～16AWG的導體，10mil的厚度及可以滿足UL106180℃300V安規。Polyethylene(Thermoplastic)熱塑性PE:由於具有良好的電氣特性，PE廣泛使用在同軸線材和要求線材電容較低的Cable上。雖然PE是可燃的但是我們可以向其中添加阻燃劑，當然這會使介電常數有細微增高，並且會令能量的衰減加大。PE的使用溫度一般介於-65℃～80℃之間，在這個溫度範圍之內高、中、低密度的PE都是比較硬的。另外PE可以通過發泡使的介電常數降低至1.5。這使它十分適合做同軸線和其他低電容的傳輸線，PE也可以作為一種絕緣線材使用在Cable外被上。以下為幾種進行加工後的PE介紹:1.發泡PE:發泡PE可以使介電常數降低至接近1.5，對於那些需要傳輸速度非常高的Cable來說，這是一種非常理想的材料。PE一但發泡之後抗張強度及引伸率、耐壓強度都會降低原來特性，但是即使降低之後它們的值也依然可以接受。2.交聯PE:其使用溫度可以達到150℃，交聯把熱塑性的PE轉變成熱固性的材料，使的材料的耐壓強度、熔點、硬度和耐腐蝕性都獲得了提高。3.耐燃PE:PE是一種易燃的材料，但我們通常在其中添加阻燃劑來獲得耐燃性較好的PE。但是阻燃劑通常會引響PE的那些好的特性，如:介電常數、絕緣強度…等。Polypropylene熱塑性PP:PP的許多特性和PE相似，而且它們的用途也很類似。PP的使用溫度是-30℃～80℃，它也可以經過發泡來提高電氣特性。PolyurethanePU(聚安酯):在低溫下，PU依然十分柔軟並且具有較高的抗張強度和彎曲壽命。PU具有良好耐水性、耐化學腐蝕、耐磨性，同時也有良好的耐撕裂性。由於增塑劑能夠發生移型從而汙染其他的化合物，另外使用增塑劑的材料老化後材質會變脆，因此在PU中應不再使用增塑劑。PU也是易燃材料，但是我們也可以添加阻燃劑使材料不易燃燒。當然這會引起它抗張強度的降低。材質高密度中密度低密度Density(密度)0.950.95~0.930.93材質特性HDPELDPE差異內容MeltIndex(熔點指數)0.7g/10min0.25g/10min此有關於押出。數值越大押出轉速越快Elongation(伸長度)660%650%延伸數值越大其機械特性越好YieldStrength(抗張強度)3150PSI1711PSI數值越大其機械特性越好DissipationFactor@1MHZ(能量消耗係數)0.000060.0001數值越小，相對其對介電常數之表現越佳VolumeResistivity(絕緣阻抗)1*1018ohm-cmN.A數值越大對衰減表現越佳PE材質一般區分為高密度、中密度、低密度三種:一般材料特性比較方式如下表所列:抗張強度kg/mm2伸長率%耐電壓KV/mm介質常數散逸係數%尼龍(Nylon)polyamide1.1~1.25.9~9.0100~30015~303.0~4.00.2□△□○○○X120鐵氟龍(TFE)polytetrafluoroethylene2.15~2.251.5~2.8100~35030~502.0~2.20.02△△○○○○○260鐵氟龍(FEP)fluorinatedethylenepropylenecopolymer2.0~2.22.0~3.0100~300402.0~2.20.02△△○○○○○200聚氯乙烯(PVC)polyvinylchloride1.2~1.51.0~2.5150~4020~405~89~15△△○○□○○60~150hightdensitpolyethylene0.94~0.971.0~2.0100~40030~502.2~2.40.03△△○○△△X75lowdensitpolyethylene0.91~o.931.0~2.0350~40030~502.2~2.40.03△△○○△△X75聚丙烯(PP)polypropylene0.9~0.912.0~4.0200~70030~502.0~2.20.03△△○○△△X80聚乙烯(PE)塑膠材料特性表耐溶劑性耐油性耐燃性使用溫度℃耐磨性耐水性耐酸性耐鹼性電器特性機械特性材料名稱比重化學名稱遮蔽：遮蔽的目的是要將輻射能限制在一個特定範圍內，或是防止輻射能進入遮蔽體內部,造成訊號傳輸干擾，遮蔽一般可分為編織與纏繞、包帶(鋁箔、銅箔)。包帶：A單面鋁箔(一面為導電面、一面藍色為加麥拉代為不導電面)註：鋁箔本身無延展性DA雙面鋁箔(兩面皆為導電面中間一層麥拉帶)M麥拉帶(廠內有全透明及黑色透明兩種)F不織布L發泡PP帶T紙編織(Braidshield):編織是最常用的遮蔽方式，其通