لماذا نستخدم سلك النحاس المعلب؟

هناك أنواع من الأسلاك النحاسية، وأكثرها شيوعًا هي الأسلاك النحاسية العارية والمطلية بالقصدير، ومنها الأسلاك النحاسية العارية العادية، المعروفة أيضًا باسم الأسلاك النحاسية الصديقة للبيئة. كثير من الناس لا يعرفون الفرق بين الأسلاك النحاسية، وخاصةً ما إذا كانت الأسلاك النحاسية العارية أو المطلية بالقصدير أفضل، وهل الأسلاك المطلية بالقصدير أفضل من الأسلاك النحاسية العادية؟

سلك النحاس المعلب مقابل سلك النحاس العاري

ما هو السلك النحاسي المعلب?

سلك النحاس المطلي بالقصدير هو نحاس مطلي بطبقة معدنية من القصدير على سطحه. منع طلاء القصدير النحاس من التعرض للهواء، فأكسد مكونًا طبقة نحاسية خضراء تزيد من مقاومته. على الرغم من أن القصدير ليس معدنًا خاملًا، بل هو أكثر نشاطًا من النحاس بطبيعته، إلا أنه مستقر في الهواء عند درجة حرارة الغرفة، حيث يُكوّن سطح القصدير طبقة أكسيد محكمة تمنع استمرار تأكسد القصدير. لذلك، يمكن لطلاء القصدير على أسطح النحاس أن يُحسّن مقاومة النحاس للأكسدة إلى حد ما.

ما هو السلك النحاسي العاري؟

سلك النحاس العاري هو قضيب نحاسي نقي مُستخرج من سلك نحاسي. المادة المستخدمة فيه مفردة، والسطح مصنوع من معدن النحاس، ومظهره الخارجي أصفر، وبسبب نقاء النحاس، يكون لونه داكنًا وفاتحًا. يشير النحاس العاري في الصناعة إلى موصلات نحاسية نقية، أي سطح نحاسي بدون أي طلاء، وفي الظروف العادية، يكون محتوى النحاس فيه خالٍ من الأكسجين أكثر من 99.97%، ومحتوى النحاس فيه منخفض الأكسجين أكثر من 99.95%.

الأسلاك النحاسية العارية موصل نحاسي نقي يُستخدم لمعالجة الأسلاك الشائعة، يتميز بموصلية قوية، واستقرار نقل الإشارة ممتاز. بالإضافة إلى درع النحاس العاري، يُعدّ هذا الموصل أفضل موصل، وهو رخيص الثمن، وسهل الأكسدة، وأفضل من القصدير، وأقل تكلفة.

الفرق بين سلك النحاس المعلب وسلك النحاس العاري

الاختلافات في الأداء

1. من الناحية المادية، يكون السلك النحاسي العاري ناعمًا وله موصلية كهربائية ممتازة

2. سلك نحاسي مطلي بالقصدير، وهو مادة أكثر ليونة ذات موصلية كهربائية جيدة

بالمقارنة مع أسلاك النحاس العارية، تتميز أسلاك النحاس بمقاومة أكبر للتآكل والأكسدة، مما يُطيل عمر الكابلات الضعيفة بشكل كبير. والغرض الرئيسي من طلاء أسلاك النحاس بالقصدير هو منع تعرض النحاس للهواء وأكسدته لتكوين طبقة رقيقة تُعرف باسم "النحاس الأخضر". يتميز النحاس الأخضر بضعف التوصيل الكهربائي، مما يزيد من مقاومته. ويمكن أن يزيد من تبديد الحرارة، ويحسن التوصيل الكهربائي، ويحسن أداء السلك.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأسلاك النحاسية المعلبة أيضًا منع المطاط العازل من الالتصاق والهشاشة الأساسية السوداء وتحسين خصائصه القابلة للحام.

يتم استخدام الأسلاك النحاسية المعلبة بشكل أساسي في كابلات التعدين المعزولة بالمطاط، والكابلات المرنة، والكابلات البحرية باعتبارها أنوية موصلة، بالإضافة إلى طبقة جديلة الدرع الخارجي للكابل وسلك الفرشاة. 

الأسلاك النحاسية المطلية بالقصدير جيدة، لكنها باهظة الثمن. وبالطبع، من الجيد استخدام طبقة مطلية بخليط من الفضة والقصدير، وذلك بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية؛ فالوظيفة الرئيسية مزدوجة.

(1) موصلية الطبقة السطحية أعلى من موصلية النحاس بالداخل، مما يسهل تأثير الجلد للاتصالات عالية التردد؛ 

(2) لأن الفضة والقصدير أقل نشاطًا كيميائيًا من النحاس، فهما أقل عرضة للأكسدة والصدأ، خاصةً عند استخدامهما في البيئات الحارة والرطبة، كما أنهما أغلى ثمنًا بكثير. للاستخدام المنزلي، يُعد هذا السلك مناسبًا بشكل عام لنقل التيار الكهربائي عالي الطاقة والتردد، وفي حالات 220 فولت/50 هرتز، يُعد من المواد الكبيرة والاستخدامات المحدودة. 

يتميز النحاس المطلي بالقصدير بثبات جيد، وموصلية كهربائية، ومقاومة للتآكل، وعزل كهرومغناطيسي، وإمكانات تطبيق واسعة. يتميز بخصائص جيدة على القصدير، وسعر منخفض نسبيًا، لكن مقاومته للحرارة عامة، وعادةً ما تصل إلى 150 درجة مئوية فقط، ويمكن أن تصل إلى 0.38 درجة مئوية في موصلات بقطر يزيد عن 200.

عمليات مختلفة

يتكون سلك النحاس العاري من سلك نحاسي نقي، والمادة هي واحدة؛ عملية سلك النحاس المعلب هي أكثر تعقيدًا قليلاً من سلك النحاس العاري، حيث يتم سحب سلك النحاس النقي إلى سلك، ثم يتم طلاء سطح سلك النحاس بالقصدير الساخن بطبقة رقيقة من القصدير على سلك النحاس المعلب.

هل سلك النحاس المعلب أفضل من سلك النحاس العادي؟

بفضل خصائصه الممتازة وسعره المنخفض، يُستخدم النحاس على نطاق واسع في المعلومات الإلكترونية، والتشحيم، والتحفيز الكيميائي، وعلم المعادن. ومع ذلك، فهو شديد التأثر بالتأكسد في الهواء، وكلما كان حجم الجسيمات أكثر دقة، زادت شدة الأكسدة. لتحسين مقاومة النحاس للأكسدة، يمكن طلاؤه بمعدن خامل.

تُحسّن طبقة المعدن الخامل مقاومة النحاس للأكسدة بشكل ملحوظ، وتحافظ على موصليته الكهربائية. على الرغم من أن القصدير ليس معدنًا خاملًا، بل هو أكثر نشاطًا من النحاس، إلا أنه يتمتع بثبات عالٍ في الهواء عند درجة حرارة الغرفة، حيث يُكوّن سطحه طبقة أكسيد سميكة تمنع استمرار تأكسد القصدير. لذلك، يُمكن لطلاء سطح النحاس بالقصدير أن يُحسّن مقاومة النحاس للأكسدة إلى حد ما. يتميز النحاس المطلي بالقصدير بثبات جيد، وموصلية كهربائية، ومقاومة للتآكل، وعزل كهرومغناطيسي، وإمكانات تطبيقية واعدة.