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Guida definitiva ai materiali per cavi: proprietà e applicazioni principali

Nei dispositivi elettronici e nei sistemi elettrici, i materiali dei cavi hanno un'importanza importante. Contribuiscono alla sicurezza e all'affidabilità dell'intero sistema durante il trasferimento di potenza e segnali. Questo blog fornirà un'introduzione completa alle loro caratteristiche principali, alle loro applicazioni pratiche e ai fattori che dovrebbero essere considerati quando li si sceglie.

Di che materiale è fatto il cavo?

I materiali dei cavi in ​​genere si riferiscono ai materiali che compongono l'isolamento, la guaina, lo schermo, ecc. di un cavo, come mostrato nella figura. Normalmente, devono avere un ottimo isolamento elettrico, resistenza meccanica e persino resistenza ambientale.

Esistono molti tipi diversi di materiali per cavi sul mercato, che vengono utilizzati in diverse aree della fabbricazione di cavi, in base alle loro specifiche proprietà fisiche o chimiche. I materiali più comuni sono il cloruro di polivinile (PVC), il polietilene (PE), la gomma, la gomma siliconica, il politetrafluoroetilene (PTFE) e il fluoruro di polivinilidene (PVDF).

  1. pvc: Un materiale flessibile a basso costo. Questo materiale ha generalmente resistenza al calore, resistenza all'olio e alcune altre proprietà possono essere migliorate/diminuite aggiungendo additivi. È un materiale termoplastico utilizzato per cavi a bassa tensione ed è comunemente utilizzato nella progettazione e produzione di cavi a bassa tensione in termini di standard uniformi.
  2. SU: Un materiale ecologico che è privo di alogeni, ma è più duro e più costoso del PVC. Ha un'ottima resistenza chimica ed è comunemente usato in applicazioni che devono essere resistenti alle alte temperature, agli agenti chimici e all'idrolisi.
  3. Gomma da cancellare: Più robusto, più flessibile e quindi più costoso. Viene utilizzato per cavi che richiedono maggiore flessibilità, come installazioni industriali fisse e servizi mobili.
  4. Gomma di silicone: Migliore resistenza al calore e flessibilità, ma meno durevole e più costoso. È adatto per ambienti ad alta temperatura, come cavi di collegamento pannelli fotovoltaici e convertitori CC/CA.
  5. PTFE, PVDF: Comunemente utilizzato nei cavi ad alte prestazioni perché solitamente hanno una migliore resistenza al calore, agli agenti chimici e all'abrasione; il PTFE è comunemente utilizzato in applicazioni ad alta frequenza e in ambienti chimici estremi grazie alla sua superficie antiaderente e alle eccellenti proprietà dielettriche elettriche. Il PVDF è noto per la sua eccellente resistenza chimica e ai raggi UV.

Principale Wire tipi di materiali dei cavi e proprietà critiche:

  1. Materiali conduttori: Il più comune è il rame, che viene spesso utilizzato per la sua eccellente conduttività elettrica. I conduttori in rame sono disponibili in varietà a filo singolo e doppio, con i fili doppi più flessibili e più resistenti alla fatica per applicazioni che richiedono piegature frequenti. I conduttori in alluminio vengono utilizzati anche perché sono leggeri e meno costosi. Non sono conduttivi come i conduttori in rame, ma hanno una densità inferiore, il che è un vantaggio in alcune applicazioni, come le linee di trasmissione aeree.
  2. Materiali isolanti: Tra gli altri, PVC, PE e XLPE (polietilene reticolato). ① Il PVC è ampiamente utilizzato per le sue migliori proprietà di isolamento elettrico e resistenza chimica, ma non è adatto ad alcuni ambienti ad alta temperatura; ② Il PE offre generalmente una migliore resistenza alla temperatura e alle sostanze chimiche; ③ L'XLPE ha una maggiore resistenza al calore e una maggiore resistenza meccanica, per cui viene solitamente utilizzato quando sono richieste proprietà termiche e meccaniche più elevate.
  3. Materiali di schermatura: Come le trecce di alluminio o rame, che vengono utilizzate per ridurre le EMI (interferenze elettromagnetiche) nei cavi. La schermatura può essere a strato singolo o multistrato e fornire vari gradi di protezione EMI; le trecce di alluminio e rame sono spesso utilizzate come materiali di schermatura per ridurre le EMI.
  4. Materiali di schermatura: come trecce di alluminio e rame, che vengono utilizzate per la schermatura dei cavi per ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI). La schermatura può essere a strato singolo o multistrato per fornire diversi livelli di protezione EMI. Materiali di schermatura: le trecce di alluminio e rame sono comunemente utilizzate per la schermatura dei cavi per ridurre le EMI.
  5. Guaina del cavo: Per garantire protezione meccanica e resistenza ambientale vengono utilizzati PVC, TPE (elastomero termoplastico) e altri materiali di rivestimento; la guaina esterna in PVC è resistente alla corrosione chimica ed è conveniente, mentre il TPE ha un'eccellente resistenza al calore e flessibilità.

Campi di applicazione dei materiali per cablaggi:

Le cablaggio materiali sono ampiamente utilizzati in molti campi come la trasmissione di potenza, le telecomunicazioni, l'automazione industriale, l'automotive, l'industria aerospaziale e molti altri. Di seguito sono riportati alcuni dei principali scenari applicativi:

  1. Industria automobilistica: Con lo sviluppo dell'elettrificazione e dell'intelligenza nelle automobili, i materiali per cavi sono sempre più utilizzati nelle automobili. Sono utilizzati in una varietà di parti come motori, cambi, sistemi frenanti, illuminazione, aria condizionata, riscaldatori dei sedili e cruscotti. I materiali per cavi per automobili devono essere resistenti alle alte temperature, agli oli e alle sostanze chimiche per garantire affidabilità e sicurezza nel funzionamento del veicolo. I nostri materiali per cavi sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni in numerosi campi, in particolare nell'industria automobilistica, dove i nostri materiali per cavi resistenti alle alte temperature, agli oli e alle sostanze chimiche svolgono un ruolo importante in numerosi componenti automobilistici man mano che le auto diventano elettrificate e più intelligenti.
  2. Aerospaziale: I materiali dei cavi aerospaziali sono estremamente esigenti perché devono mantenere le prestazioni in condizioni estreme di temperature, pressioni e radiazioni. Le applicazioni dei materiali dei cavi nell'aerospazio includono il cablaggio interno degli aeromobili, sistemi di controllo, sistemi di comunicazione e cavi che forniscono potenza e trasmissione del segnale all'aeromobile. Draka Fileca produce cavi progettati per soddisfare questi requisiti nel settore aerospaziale e sono resistenti a severe limitazioni meccaniche, elettriche, chimiche, di temperatura e di radiazioni.
  3. Rivestimenti architettonici: Kynar® Le resine PVDF sono utilizzate anche in un'ampia gamma di rivestimenti architettonici, in particolare nei rivestimenti di bobine e profili. Kynar 500® I rivestimenti in resina PVDF proteggono edifici commerciali, industriali e residenziali in tutto il mondo da oltre 50 anni con le loro prestazioni eccezionali. Questi rivestimenti sono utilizzati principalmente come rivestimenti protettivi durevoli per substrati come leghe di alluminio, acciaio zincato e acciaio alluminato.
  4. batterie agli ioni di litio: Nelle batterie agli ioni di litio, Kynar® Il PVDF è utilizzato come legante per elettrodi e rivestimento per diaframmi. Come legante per elettrodi, il Kynar® Il PVDF offre i vantaggi di una rapida dissoluzione, elevata adesione, ridotta resistività dell'elettrodo e stabilità della tensione. Come rivestimento del diaframma, Kynar Flex® Il PVDF offre elevata aderenza, buona stabilità di tensione e stabilità dimensionale, nonché compatibilità con nanoceramiche tecniche a base di solvente e acquose.

Come selezionare i materiali dei cavi metallici?

Quando si selezionano i materiali dei cavi, è necessario considerare molti fattori diversi, come l'ambiente di applicazione del cavo, le proprietà elettriche richieste, la resistenza meccanica, la resistenza alla temperatura, la resistenza chimica e il costo.

  1. Ambiente di applicazione: Il materiale del cavo deve essere selezionato in base all'ambiente di applicazione, tra cui resistenza alla temperatura, resistenza all'umidità, resistenza chimica e altre caratteristiche. Ad esempio, in ambienti umidi o chimicamente corrosivi, devono essere selezionati cavi con strati protettivi aggiuntivi, come strati di armatura o materiali speciali per guaina esterna.
  2. Proprietà meccaniche: Per cavi mobili o soggetti a flessione frequente, è opportuno selezionare materiali con elevata flessibilità e resistenza meccanica, per garantirne la durata e l'affidabilità.
  3. Proprietà elettriche: Il livello di isolamento e la resistività del materiale del cavo influenzano direttamente l'efficienza e la sicurezza della trasmissione. Il livello di resistenza alla tensione dei cavi nel sistema CA deve soddisfare i requisiti di adattamento dell'isolamento del sistema. Il livello di isolamento e la resistività dei materiali del cavo hanno un impatto diretto sull'efficienza e sulla sicurezza della trasmissione. Forniamo materiali per cavi con elevato isolamento e bassa resistività in quest'area, garantendo un funzionamento efficiente e sicuro dei sistemi elettrici.
  4. Caratteristiche di sicurezza e protezione antincendio: Nei luoghi affollati o in quelli con particolari requisiti di sicurezza, si devono scegliere cavi con materiali non alogeni e a bassa emissione di fumi, per ridurre la tossicità e la corrosività in caso di incendio.
  5. Requisiti ecosostenibili: Con il miglioramento della consapevolezza ambientale, è diventato sempre più importante scegliere materiali per cavi riciclabili, non inquinanti o a bassa tossicità. Le caratteristiche dei cavi ecocompatibili includono principalmente l'assenza di alogeni, l'assenza di metalli pesanti e la non nocività per l'ambiente quando vengono smaltiti. Con l'aumento della consapevolezza ambientale, la scelta di materiali per cavi riciclabili, non inquinanti o a bassa tossicità è diventata particolarmente importante. VOCSON, in qualità di rappresentante di materiali per cavi ecocompatibili, offre prodotti che non solo soddisfano questi standard ambientali, ma eccellono anche in termini di prestazioni.
  6. Efficacia dei costi: A condizione che siano soddisfatti i requisiti tecnici, dovresti considerare il rapporto costo-efficacia dei materiali dei cavi e scegliere quelli più convenienti per limitare i costi complessivi.

Osservazioni conclusive

Come componente chiave delle apparecchiature elettroniche, le prestazioni e la selezione dei materiali dei cavi hanno un impatto diretto sulle prestazioni e sulla sicurezza delle apparecchiature elettroniche. Quindi, comprendere le caratteristiche dei diversi materiali dei cavi può aiutarci a progettare e selezionare il cavo giusto per soddisfare le esigenze di diverse scene applicativeLa scelta del materiale giusto per i cavi è un passaggio importante per garantire le prestazioni e la sicurezza del sistema.

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Immagine di Peter Liao
Pietro Liao

15 anni di esperienza nel settore della produzione di fili e cavi, particolarmente bravo nella creazione di contenuti nel settore dei cablaggi LED e dei cablaggi energetici