{"id":8148,"date":"2020-04-08T15:27:56","date_gmt":"2020-04-08T15:27:56","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=8148"},"modified":"2025-05-22T20:55:14","modified_gmt":"2025-05-22T20:55:14","slug":"bewertung-von-oberflachenbehandeltem-kupferdraht-auf-verschleis-und-kratzer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/de\/bewertung-von-oberflachenbehandeltem-kupferdraht-auf-verschleis-und-kratzer\/","title":{"rendered":"Bewertung der Abnutzung und des Kratzens von oberfl\u00e4chenbehandeltem Kupferdraht"},"content":{"rendered":"
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Bedeutung der Bewertung von Verschlei\u00df und Kratzern bei Kupferdraht
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Kupfer wird seit der Erfindung des Elektromagneten und des Telegrafen seit langem f\u00fcr die elektrische Verdrahtung verwendet. Kupferdr\u00e4hte werden dank ihrer Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, ihrer L\u00f6tbarkeit und ihrer Leistungsf\u00e4higkeit bei hohen Temperaturen von bis zu 150 \u00b0C in einer Vielzahl elektronischer Ger\u00e4te wie Schalttafeln, Messger\u00e4ten, Computern, Gesch\u00e4ftsmaschinen und Haushaltsger\u00e4ten eingesetzt. Ungef\u00e4hr die H\u00e4lfte des gesamten gef\u00f6rderten Kupfers wird f\u00fcr die Herstellung von elektrischen Dr\u00e4hten und Kabeln verwendet.<\/p>

Die Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t von Kupferdr\u00e4hten ist entscheidend f\u00fcr die Leistungsf\u00e4higkeit und Lebensdauer der Anwendung. Mikrodefekte in Dr\u00e4hten k\u00f6nnen zu \u00fcberm\u00e4\u00dfigem Verschlei\u00df, Rissentstehung und -ausbreitung, verminderter Leitf\u00e4higkeit und unzureichender L\u00f6tbarkeit f\u00fchren. Eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Oberfl\u00e4chenbehandlung von Kupferdr\u00e4hten beseitigt die beim Drahtziehen entstandenen Oberfl\u00e4chenfehler und verbessert die Korrosions-, Kratz- und Verschlei\u00dffestigkeit. Viele Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt mit Kupferdr\u00e4hten erfordern ein kontrolliertes Verhalten, um unerwartete Ausf\u00e4lle zu vermeiden. Um die Verschlei\u00df- und Kratzfestigkeit der Kupferdrahtoberfl\u00e4che richtig zu bewerten, sind quantifizierbare und zuverl\u00e4ssige Messungen erforderlich.<\/p>

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Messung Zielsetzung<\/p>

In dieser Anwendung simulieren wir einen kontrollierten Verschlei\u00dfprozess verschiedener Kupferdrahtoberfl\u00e4chenbehandlungen. Kratztests<\/a> misst die Last, die erforderlich ist, um einen Ausfall der behandelten Oberfl\u00e4chenschicht zu verursachen. Diese Studie stellt den Nanovea vor Tribometer <\/a>und Mechanischer Tester<\/a> als ideale Werkzeuge zur Bewertung und Qualit\u00e4tskontrolle elektrischer Leitungen.<\/p>

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Testverfahren und -abl\u00e4ufe
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Der Reibungskoeffizient (COF) und die Verschlei\u00dffestigkeit von zwei verschiedenen Oberfl\u00e4chenbehandlungen auf Kupferdr\u00e4hten (Draht A und Draht B) wurden mit dem Nanovea-Tribometer unter Verwendung eines linear hin- und hergehenden Verschlei\u00dfmoduls bewertet. Als Gegenmaterial kommt bei dieser Anwendung eine Al\u2082O\u2083-Kugel (6 mm Durchmesser) zum Einsatz. Die Verschlei\u00dfspur wurde mit Nanovea untersucht Ber\u00fchrungsloses 3D-Profilometer<\/a>. Die Testparameter sind in Tabelle 1 zusammengefasst.<\/p>

Eine glatte Al\u2082O\u2083-Kugel als Gegenmaterial wurde in dieser Studie als Beispiel verwendet. Jedes feste Material mit unterschiedlicher Form und Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit kann mit einer kundenspezifischen Vorrichtung aufgebracht werden, um die tats\u00e4chliche Anwendungssituation zu simulieren.<\/p>

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Mit dem mechanischen Pr\u00fcfger\u00e4t von Nanovea, das mit einer Rockwell-C-Diamantnadel (Radius 100 \u03bcm) ausgestattet ist, wurden Kratztests mit progressiver Belastung an den beschichteten Dr\u00e4hten im Mikrokratzmodus durchgef\u00fchrt. Die Parameter des Kratztests und die Geometrie der Spitze sind in Tabelle 2 aufgef\u00fchrt.<\/div>
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Ergebnisse und Diskussion<\/i><\/u><\/p>

Abnutzung von Kupferdraht:<\/strong><\/p>

Abbildung 2 zeigt die COF-Entwicklung der Kupferdr\u00e4hte w\u00e4hrend der Verschlei\u00dftests. Draht A zeigt w\u00e4hrend des gesamten Verschlei\u00dftests einen stabilen COF von ~0,4, w\u00e4hrend Draht B in den ersten 100 Umdrehungen einen COF von ~0,35 aufweist, der dann schrittweise auf ~0,4 ansteigt.<\/p>

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Abbildung 3 vergleicht die Verschlei\u00dfspuren der Kupferdr\u00e4hte nach den Tests. Das ber\u00fchrungslose 3D-Profilometer von Nanovea bietet eine hervorragende Analyse der detaillierten Morphologie der Verschlei\u00dfspuren. Es erm\u00f6glicht eine direkte und genaue Bestimmung des Volumens der Verschlei\u00dfspuren, indem es ein grundlegendes Verst\u00e4ndnis f\u00fcr den Verschlei\u00dfmechanismus liefert. Die Oberfl\u00e4che von Draht B weist nach einem Verschlei\u00dftest mit 600 Umdrehungen erhebliche Verschlei\u00dfspurensch\u00e4den auf. Die 3D-Ansicht des Profilometers zeigt, dass die oberfl\u00e4chenbehandelte Schicht von Draht B vollst\u00e4ndig entfernt wurde, was den Verschlei\u00dfprozess erheblich beschleunigte. Dies hinterlie\u00df eine abgeflachte Verschlei\u00dfspur auf Draht B, wo das Kupfersubstrat freiliegt. Dies kann zu einer erheblich verk\u00fcrzten Lebensdauer von elektrischen Ger\u00e4ten f\u00fchren, in denen Draht B verwendet wird. Im Vergleich dazu weist Draht A einen relativ geringen Verschlei\u00df auf, der sich in einer flachen Verschlei\u00dfspur auf der Oberfl\u00e4che zeigt. Die oberfl\u00e4chenbehandelte Schicht auf Draht A lie\u00df sich nicht wie die Schicht auf Draht B unter denselben Bedingungen abtragen.<\/span><\/p>

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Kratzfestigkeit der Kupferdrahtoberfl\u00e4che:<\/strong><\/p>

Abbildung 4 zeigt die Kratzspuren auf den Dr\u00e4hten nach der Pr\u00fcfung. Die Schutzschicht von Draht A weist eine sehr gute Kratzfestigkeit auf. Sie delaminiert bei einer Belastung von ~12,6 N. Im Vergleich dazu versagt die Schutzschicht von Draht B bei einer Belastung von ~1,0 N. Ein solch signifikanter Unterschied in der Kratzfestigkeit dieser Dr\u00e4hte tr\u00e4gt zu ihrer Verschlei\u00dfleistung bei, wobei Draht A eine wesentlich h\u00f6here Verschlei\u00dffestigkeit aufweist. Die Entwicklung der Normalkraft, des COF und der Tiefe w\u00e4hrend der Kratztests, die in Abb. 5 dargestellt sind, geben weitere Einblicke in das Versagen der Beschichtung w\u00e4hrend der Tests.<\/p>

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Schlussfolgerung<\/p>

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In dieser kontrollierten Studie stellten wir das Tribometer von Nanovea vor, das eine quantitative Bewertung der Verschlei\u00dffestigkeit von oberfl\u00e4chenbehandelten Kupferdr\u00e4hten durchf\u00fchrt, und den mechanischen Tester von Nanovea, der eine zuverl\u00e4ssige Beurteilung der Kratzfestigkeit von Kupferdr\u00e4hten erm\u00f6glicht. Die Oberfl\u00e4chenbehandlung von Dr\u00e4hten spielt eine entscheidende Rolle f\u00fcr die tribomechanischen Eigenschaften w\u00e4hrend ihrer Lebensdauer. Durch die richtige Oberfl\u00e4chenbehandlung von Dr\u00e4hten wird die Verschlei\u00df- und Kratzfestigkeit erheblich verbessert, was f\u00fcr die Leistung und Lebensdauer elektrischer Dr\u00e4hte in rauen Umgebungen von entscheidender Bedeutung ist.<\/p>

Das Tribometer von Nanovea bietet pr\u00e4zise und wiederholbare Verschlei\u00df- und Reibungstests im ISO- und ASTM-konformen Rotations- und Linearmodus, mit optionalen Modulen f\u00fcr Hochtemperaturverschlei\u00df, Schmierung und Tribokorrosion, die in einem vorintegrierten System verf\u00fcgbar sind. Das un\u00fcbertroffene Sortiment von Nanovea ist eine ideale L\u00f6sung zur Bestimmung des gesamten Spektrums tribologischer Eigenschaften d\u00fcnner oder dicker, weicher oder harter Beschichtungen, Filme und Substrate.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Haben Sie eine \u00e4hnliche Anwendung?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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