DE2340173A1

DE2340173A1 - Koaxiales seekabel

Info

Publication number: DE2340173A1
Application number: DE19732340173
Authority: DE
Inventors: Kishio Arita; Shugo Kubo; Denroku Kumagai; Gen Marubayashi; Ibaraki Mito; Toshihiko Sato; Toshio Takahashi; Goro Yamauchi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1972-08-08
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1974-02-21
Also published as: GB1448736A; FR2195828A1; FR2195828B1; DE2340173B2; US3865971A

Description

Apwaltaakrte 24 262 a AUG. 1973

Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation

Tokyo, Japan

Koaxiales Seekabel

Die Erfindung betrifft ein koaxiales Seekabel, bei welchem ein Innenleiter oder sowohl der Innenleiter als auch der Außenleiter aus einem leitenden Material hergestellt sind, dessen spezifischer Widerstand einen niedrigen Temperaturkoeffizienten hat.

Neuerdings wurde dem Kiistenkabel-tibertragungssystem erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt, da die Kabellegegeschwindigkeit höher ist, die Kabelherstellungskosten niedriger sind und der Betrieb zuverlässiger als bei einem Landkabelsystem ist«

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Das Problem besteht jedoch darin, daß die Verstärker teurer sind als die, welche beim Landkabelsystem verwendet werden· Besonders, wenn die Durchlaßbreite höher als 10 MHz ist, müssen die Verstärker alle ungeraden 10 km eingesetzt werden, so daß die Kosten der Verstärker die Hauptkosten des Küstenkabelsystems werden. Das Problem ist daher die Entwicklung von Verstärkern, die in der Herstellung billig, jedoch zuverlässig im Betrieb sind. Am Kontinentalsockel ändert sich jedoch bis zu 200 m Tiefe die Temperatur des Seewassers von einer Stelle zur anderen und je nach der Jahreszeit, Die Leiter der Fernmeldekabel sind gewöhnlich aus reinem Kupfer, von dem der Temperaturkoeffizient des elektrischen spezifischen Widerstandes (d<?/dT) sehr hoch ist und beispielsweise 6,77 x 10~⁵/ua-cm/°G bei 50°C beträgt, so daß die Änderungsgeschwindigkeit des spezifischen elektrischen Widerstandes (9) mit der Temperatur sehr hoch ist. Beim Küstenkabelsystem muß daher die Änderung der Dämpfung mit der Temperatur berücksichtigt werden· Mit anderen Worten, der Änderung der Dämpfung mit der !Temperatur muß bei der Gestaltung der Verstärker Rechnung getragen werden, wobei ein gewisser Spielraum vorgesehen werden muß, um Überlastungen und Störungen zu verhindern.

Zur Bewältigung dieses Problems ist ein Verfahren zum Einsetzen eines automatischen Verstärkungsreglers (AGO) in einen Verstärker für ein koaxiales Seekabel vorgeschlagen und angewendet worden. Gewöhnlich wird bei einer automatischen Verstärkungsregelung die Temperatur des Seewassers durch einen Thermistor mit direkter Wärmeeinwirkung festgestellt, so daß das Ansprechen einer Entzerrerschaltung entsprechend der Veränderung im Widerstand des Thermistors gesteuert werden kann. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Schaltung in ihrem Aufbau einfach ist, hat jedoch den Nachteil, daß der Anspreehfehler sehr hoch ist. Zur Herabsetzung des Restes wurde ein Verfahren zur Anwendung

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einer automatischen Verstärkungsregelung mit Hilfsregelung vorgeschlagen, jedoch ist das System kompliziert und die Verstärker werden teuer in der Herstellung und unzuverlässig im Betrieb.

Aufgabe der Erfindung ist daher unter anderem die Angabe eines koaxialen Seekabels, von dem die Änderung der Dämpfung mit der Temperatur außerordentlich gering ist.

Perner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein koaxiales Seekabel anzugeben, das selbst als Schaltungsäquivalent für eine automatische Verstärkungsregelung wirkt, so daß das ^: koaxiale Seekabel billig in der Herstellung und sehr zuverlässig im Betrieb wird.

Weiter gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein koaxiales Seekabel anzugeben, bei dem Leiter aus einem neuartigen leitenden Material vom Dispersionstyp verwendet werden, dessen spezifischer Widerstand einen niedrigen Temperaturkoeffizienten hat, so daß der Temperaturkoeffizientverlust der inneren Dielektrika kompensiert werden kann, was eine beträchtliche Herabsetzung der .Änderung der Dämpfung mit der Temperatur des Seekabels zur Folge hat.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungs· formen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Pig* 1 eine Schnittansicht eines herkömmlichen koaxialen Seekabels; .

2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Frequenz und der Dämpfung eines Seekabels, welche graphische Darstellung zur Erläuterung des der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Prinzips verwendet wird;

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Pig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Matthiessen-Regel und den elektrischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen leitenden Materialien;

Mg. 4-8 graphische Darstellungen, welche die Änderungen des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur der in der erfindungsgemäßen Weise hergestellten Materialien im Vergleich zu reinem Kupfer (Kurve a)j

Pig. 9 eine graphische Darstellung, welche die Änderungen der Dämpfung mit der Temperatur der erfindungsgemäßen Kabel unter Verwendung der Leiter zeigt, die aus einem leitenden Material hergestellt sind, das aus 0,15 % AIgO^-Ou besteht und in der erfindungsgemäßen Weise behandelt worden ist, im Vergleich zu denjenigen herkömmlichen Kabel bei Verwendung von aus Kupferdrähten hergestellten Leitern; und

Pig, 10 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen koaxialen Seekabels.

Das in Pig· 1 dargestellte koaxiale Seekabel besitzt eine Stahllitze 1, welche von einem ersten Kupferband bedeckt ist, das als Innenleiter dient. Ein zweites Kupferband 4 ist in koaxialem Abstand von dem ersten Kupferband 2 angeordnet und dient als Außenleiter. Eine Isolierung 5, beispielsweise aus Polyäthylen, füllt den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Kupferband 2 bzw. 4 und die Hülle bzw. der Mantel 5 besteht aus einem Isoliermaterial wie Polyäthylen.

Die Hochfrequenzdämpfung des Seekabels der beschriebenen Art setzt sich aus dem Leitungsverlust und aus dem dielektrischen Verlust durch die Isolierung zusammen und ist gegeben durch

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wobei α_ρ1 - ^ /

^ar2

tan<C Nep/m (4)

d-, »dp = der Außendurchmesser bzw, der Innendurchmesser des Innen- und des Außenleiters in Meter,

91#^2 ^β ^^{ie 8}Pe⁵²^i⁸⁰*¹⁶¹¹ Widerstände in Ohmmeter des Innen- und des Außenleiters,

£ = die relative Dielektrizitätskonstante der Isolierung 3, die in den Raum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter eingefüllt ist,

tano = der dielektrische leitungsfaktor der Isolierung 3,

= frequenz in Hz

R₁ « der Koeffizient 5,27 x 1O"*⁶ und R₂ » der Koeffizient 1,05 χ ΙΟ"⁸ .

Wenn die Temperatur des Koaxialkabels sich von ID⁰C auf (T +δT)⁰O ändert, verändern sich die obigen Parameter wie folgt:

d-, * konstant (5)

d₂ (T +ΔΤ) « d₂(T)fl + R_d«AT } (6)

?! (T +ΛΤ) « Y₁(T)U + R^₁. ΔΤ] (7)

(T +ΔΤ) = ?₂(T)$1 + R?₂.ATJ (8)

980*8^09

ε_τ (τ +δτ) « ε_Γ(τ) {ι + V⁴

tariff (ϊ + ΔΤ) .- tan($(T) [1 + R£· ATj (10)

Da der Koeffizient der linearen Wärmedehnung des Innenleiters vernaehlässigbar klein ist, ist d-, konstant, wie sich, aus der Gleichung (5) ergibt und sind die Temperaturkoeffizienten R,, R.£» R£ negativ, während R9, und R<p« positiv.

Infolge der Veränderungen dieser Parameter mit der !fenperatur verändert sich die Dämpfung mit der Temperatur, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.

	Frequenz charakte ristik der Dämpfung	Tabelle 1	1/_2Ε?Λ2ΛΤ	Ursachen Sym bol
Richtungs- charakte ristik der Dämp fiing	Dämpfung in Nep oder dB	l/2R_e(öc_rl-H^₂)^	iinderg.de s . spez.Wider standes des Innenleit. Ά
Zunahme	im Verhältnis ₁ /«„ _Αφ	ζ ⁰^rI ■^fi*r2 2	Änderg. des spez.Wider standes des Außenleiters
	ⁿ 4?l/2		E Änderung der Dielektrizi tätskonstante
Abnahme	M 1/2	1/2R^ cc^/a
		R^öl^äT	Änderung des Durchm. des Außenleiters
	^/2		Änderung der Dielektrizi tätskonstante
	_fl,17	Änderung von tano
	* _fl»17

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Die Angabe im Terhältnis zu 3r"» ' wurde gemacht, da der Frequenzgang des dielektrischen Leistungsfaktors der Isolierung, die gewöhnlich aus Polyäthylen ist, im Verhältnis zu f ' "bei einer niedrigen frequenz von weniger als 500 MHz ist. Veränderungen im Durchmesser des Außenleiters werden durch die Volumenausdehnung der Isolierung verursacht.

Wenn die Leiter aus geglühtem reinen Kupfer hergestellt sind und die Isolierung aus Polyäthylen ist, sind die Temperaturkoeffizienten wie folgt:

^R?2 ^{= 3}»^{9 x 10}~³/°G R_£ = -4,9 χ 10"⁴/°C

R_d = -2,9 x 10"⁴/°C = -5,7 x.10"²/°G

Die Beziehungen der obigen Veränderungs faktor en zur G-esamtveränderung ist in Pig. 2 gezeigt, wenn der Außenleiter einen Innendurchmesser von 25,4 mm hat und der Innenleiter einen Durchmesser von 8,38 mm. Die Frequenzänderung je I⁰C des koaxialen Seekabels von einem Kilometer Länge ist gezeigt und a, b und c in Fig. 2 zeigen die in labeile 1 angegebenen Parameter.

Die Änderung der Dämpfung ist gegeben duroh a-(b+e)=d. Wie ersichtlich, nimmt die Dämpfung bei einer hohen Frequenz plötzlich ab, hauptsächlich wegen der Wirkung von tano (Kurve b), ist jedoch zimelich hoch bei einer niedrigen Frequenz wegen der geringeren Wirkung von tano" ·

Mit Rücksicht auf das vorstehende ist es Hauptaufgabe der Erfindung, die Änderung der Dämpfung mit der Temperatur eines koaxialen Seekabels durch die Verwendung eines leitenden Materials mit einem niedrigen lemperaturkoeffizienten des spezifischen elektrischen Widerstandes wesentlich zu verringern.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip wird nachfolgend in Verbindung mit Pig. 2 beschrieben. Die Kurve d¹ zeigt die änderung in der Dämpfung an, wenn ein leitendes Material mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten verwendet wird, so daß die Änderung in der Dämpfung infolge einer Änderung im spezifischen Widerstand von der Kurve a zur Kurve a^! abnimmt. Hieraus ergibt sich, daß dieses Verfahren zur Verringerung der G-esamtänderung in der Dämpfung des Kabels sehr ■wirksam ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde der Temperaturkoeffizient um etwa 50 % herabgesetzt, wodurch eine Verringerung der Änderung der Dämpfung auf etwa ein Drittel erhalten wird. Der Grund hierfür besteht darin, daß, wenn die Änderung im spezifischen Widerstand des leiters mit der temperatur, was die Hauptursache der Änderung in der Dämpfung ist, bis zu einem gewissen G-rade durch die Änderung der Isolierung mit der !Temperatur kompensiert wird, die Änderung in der Dämpfung mit der Temperatur wesentlich herabgesetzt werden kann, wenn der Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstandes des leiters herabgesetzt wird. Die Kurve d^f in Pig. 2 zeigt den Pail, bei welchem sowohl der Innenleiter als auch der Außenleiter 2, 4 des in Pig. I gezeigten Koaxialkabels aus einem Material mit einem niedrigen lemperatur— koeffizienten des spezifischen Widerstandes hergestellt sind, jedoch kann in der Praxis die Änderung in der Dämpfung mit der Temperatur zufriedenstellend nur dadurch herabgesetzt werden, daß der Innenleiter 2 aus einem Material mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes hergestellt wird.

Als nächstes werden die leitenden Materialien für den Innenleiter und den Außenleiter des erfindungsgemäßen Koaxialkabels beschrieben. In Pig. 3 zeigt die Kurve A die Matthiessen-Regel an. Wie ersichtlich, ist das Produkt aus dem spezifischen Widerstand (f) eines Leiters (einschließlich Kupferlegierungen) und dem Temperaturkoeffizienten (-i- · )

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eine Konstante, so daß der spezifische Widerstand zunimmt, wenn der Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstandes abnimmt. Daher ist es "bei den herkömmlichen Koaxialkabeln, bei denen zur Herstellung des Innenleiters und des Außenleiters Kupferlegierungen verwendet worden sind, schwierig, den Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes herabzusetzen, ohne die Dämpfung zu erhöhen, selbst wenn ein leitendes Material mit einem niedrigen Iemperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes verwendet wird. Im lalle der leitenden Materialien jedoch, bei' welchen einige Prozent eines Metalloxydes, Ferrit, eines fein verteilten Thermistors, Carbide oder ein fein verteiltes Nickel-Kupfer-Legierungspulver im Kupfer dispergiert sind, trifft die Matthiessen-Regel nicht zu, so daß der Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstandes um etwa 30 % herabgesetzt werden kann, ohne den spezifischen Widerstand zu erhöhen. In Pig. 3 zeigt ein Punkt a den gemessenen Wert eines normalen geglühten Kupferdrahtes an, ein Dreieck b einen Kupferdraht, in welchem 0,2 % eines feinpulvrigen Thermistors dispergiert worden sind, c einen Kupferdraht, in welchem 0,2 % MgO dispergiert worden sind, d einen Kupferdraht, in welchem 0,15 % AIgO, dispergiert worden sind, e einen Kupferdraht, in welchem 0,5 % feinverteiltes TiO dispergiert worden sind, und f einen Kupferdraht, in welchem 1,0 % einer pulverförmigen Nickel-Kupfer-Iiegierung dispergiert worden sind. Die elektrischen Eigenschaften dieser leitenden Materialien sind in Tabelle 2 gezeigt.

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Tabelle 2

Materialien	?30°C	6,77	3C 3m/	)°C	-x 30	⁰C C)	10-³
Kupfer	1,79	5,55	X	ΙΟ"³	3,78	X	ίο"³
0,296 Thermistor-Cu	2,00	5,60	X	ΙΟ"³	2,77	X	ίο"'
0,2 96 MgO-Cu	1,87	5,10	X	ΙΟ"³	2,99	X	ίο"³
0,1596 Al₂O₅-Cu	1,80	5,13	X	ΙΟ"³	2,83	X	ίο"³
0,596 !EiC-Cu	1,79	5,58	X	ΙΟ"³	2,86	X	ίο"³
1,096 (Ni-Gu)-Cu	1_#98	X	ΙΟ"³	2,82	X

Außer den vorerwähnten leitenden Materialien können verwendet werden Ferrit wie MnCoPe₂O., BaPe₁₂O₁₉, NiZnPe₂O., NiCuPe₂O., Μ« cPe« cOä uswj ein Thermistorpulver bestehend aus als Hauptbestandteil Oxiden von metallischen Übergangselementen, d.h* Oxiden von Mn, Ni, Co und Cu und als kleinerer Bestandteil Oxide von Mo, Pe, Cr und V; Oxide wie MgO, Al₂O₅, MnO₂, GrO₂, TO₂, V₂O₅, ThO₂ usw; und Carbide wie MoC, SiC, TaC, WC, Pe~C usw· Im allgemeinen werden 0,01 bis 5,00 Gewichtsprozent dieser Verbindungen dem Kupfer zugesetzt, um den gewünschten Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes zu erhalten· Außer den vorgenannten Verbindungen können 0,01 - 5,00 Gewichtsprozent einer Niokel-Rupfer-Legierung dem Kupfer zugesetzt werden. Wenn jedoch das Gewicht einer zuzusetzenden Verbindung weniger als 0,01 % ist, wird ein gewünschter niedriger Temperaturkoeffizient nicht erhalten, und wenn das Gewicht über 5,0 % beträgt, wird das leitende Material zu spröde, um

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gezogen oder gewalzt zu werden, seilast wenn ein zufriedenstellend niedriger Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstandes erreicht wird. Nachfolgend werden einige Beispiele der Erfindung beschrieben.

Beispiel 1

Pig· 4 zeigt die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur (Kurve b) eines Kupferdrahtes, in welchen 0,2 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Thermistors dispergiert worden sind, im Vergleich zu einer Kurve A, die reinem Kupferdraht entspricht. Die Zusammensetzung des pulverförmigen Thermistors beträgt 40 Gewichtsprozent MhO«» 35 Gewichtsprozent CoO, 20 Gewichtsprozent MO und 4 Gewichtsprozent CuO, 50 Gramm pulverförmiges reines Kupfer von einer Teilchengröße von 100 Mikron und 50 Gramm eines feinpulvrigen Thermistors mit einer Teilchengröße von etwa 40 Mikron. Dieses Pulver wurde gleichmäßig in Äthylalkohol gemischt, worauf der Alkohol bei 50⁰C verdampft wurde. Das Pulvergemisch wurde unter einem Druck von 1000 kg/cm preßgeformt und der preß-* geformte Zylinder wurde eine Stunde lang gesintert, um eine Kupfer-Thermistor-Mutterlegierung zu erhalten. I₅6 Gramm der Mutterlegierung wurden 200 Gramm geschmolzenem Kupfer bei 125O⁰C zugesetzt, etwa 10 Minuten lang gemischt und in eine Metallgießform gegossen. Der gegossene Block wurde bei 850⁰C geschmiedet und zu einem Draht mit einem Durehmesser von 0,7 mm gezogen. Der Draht wurde etwa 1 Stunde lang bei 600⁰C im Vakuum geglüht und dann im Ofen abgekühlt. Der Gehalt an pulverförmigem Thermistor im Draht betrug 0,2 %. Das Thermistoroxid war in der Kupfermatrix gleichmäßig dispergiert. Der spezifische Widerstand wurde durch eine automatische Einrichtung zur Messung des elektrischen Widerstandes bei 1 χ 10""* Torr und einer Geschwindigkeit von 0,625⁰C/ Minute gemessen.

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Beispiel 2

, 5 zeigt die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur (Kurve b) eines Kupferdrahtes, in welchem 0,2 % Ferrit dispergiert sind, im Vergleich zu der eines Drahtes aus reinem Kupfer» 99 »8 Gramm reines pulverförmiges Kupfer mit einer Teilchengröße von 10 Mikron und 0,2 G-ramm MnCoFe₂O, mit einer !!teilchengröße von 500 I wurden im Äthylalkohol gleichmäßig gemischt und der Alkohol sodann bei 50⁰C verdampft. Das Gemisch wurde durch eine Gummipreßmaschine unter dem hydrostatischen Druck von 3000 kg/cm gepreßt und dann unter Vakuum während 2 Stunden "bei 95O⁰C gesintert. Das gepreßte Material wurde "bei 85O⁰C geschmiedet und zu einem Draht von 0,7 nun Durchmesser gezogen· Der Draht wurde etwa 1 Stunde lang bei 600⁰C im Vakuum geglüht und dann im Ofen abgeglüht« Das Ferrit war in der Kupfermatrix gleichmäßig dispergiert, was durch einen Bildanalysator in einem quantitativen metallurgischen System bestätigt wurde.

Die Ooprecipitation von MnCoFepO, geschah durch Reaktion in wässeriger lösung und dann Synthetisieren durch Hydrothermalsynthese. Die !Teilchengröße von MnCoFe₂O, wurde durch ein Elektronenmikroskop bestätigt. In gleicher Weise wurden andere Ferrite wie BaFe₁₂O₁₂, HiZnFe₂O., NiCuFe₂O. und Li_Q ^Fe₂ ^O verwendet. Die elektrischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Rupferdrähte sind in Tabelle 3 gezeigt.

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	Tabelle 3	Temperatur koeffizient	Koeffizient von reinem Kupferdraht
	spezif. Widerstand (/JlSL- .cm)	6,77	100
reines Kupfer	1,792	5,42	80,0
0,596 BaPe₁₂O₁₉-Ou	2,10	5,46	80,7
0,296 NiZnPe₂O₄-Cu	1,87	5,70	84,2
0,1% UiOuPenOj—Ou	1,85	5,57	82,3
0,296 M₀ ₉ 5Pe₂ ₁ 5O₄-Cu	2,07	5,40	79,8
0,296 MnGoPe₂O₄-Gu	1,88
Beispiel 3

Pig. 6 zeigt die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur (Kurve b) eines Kupferdrahtes, der 0,2 % MgO enthält, im Vergleich zur Kurve a für reinen Kupferdraht.

50 Gramm reines pulverförmiges Kupfer mit einer Teilchengröße von etwa 100 Mikron und 50 Gramm MgO mit einer Teilchengröße von etwap.0 Mikron wurden in Äthylalkohol gemischt, worauf der Alkohol bei 50⁰G verdampft wurde. Das Gemisch wurde durch eine mechanische Presse unter einem Druck von 1000 kg/cm in die Porm eines Zylinders gepreßt. Die Porm wurde etwa 1 Stunde lang bei 800⁰C gesintert, um eine Cu-MgO Mutterlegierung zu erhalten. 1,6 Gramm der Mutterlegierung wurden 200 Gramm geschmolzenem Kupfer von 1250⁰G zugesetzt und etwa 10 Stunden lang gemischt, bevor das Gießen in eine Porm vorgenommen wurde. Der Anteil von MgO in der Mutterlegierung betrug etwa 50 % und die Kupferlegierung enthielt 0,2 96 MgO. De» Block wurde bei 850⁰C geschmiedet und zu einem Draht von 0,7 mm Durohmesser gezogen, in Vakuum bei 600⁰G 1 Stunde lang

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geglüht und dann im Ofen abgekühlt· Das zugesetzte MgO war in der Kupfermatrix gleichmäßig dispergiert und die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur wurde durch eine automatische Einrichtung zur Messung elektrischer Widerstände "bei 1 χ 10"^ Tor]
von 0_t625°C/Minute gemessen*

Widerstände "bei 1 χ 10 Torr und mit einer Geschwindigkeit

In gleicher Weise wurden 99» 5 Gramm pulverförmiges reines Kupfer mit einer Teilchengröße von 10 Mikron und 0,5 Gramm pulverförmiges ThO₂ mit einer Teilchengröße von 0,7 Mikron gleichmäßig in Äthylalkohol gemischt, worauf der Alkohol bei 50⁰O verdampt wurde. Das Gemisch wurde durch eine Gummipreßmaschine unter dem Druck von 3000 kg/cm gepreßt und 2 Stunden lang bei 95O⁰O in Vakuum gesintert. Das gesinterte Material wurde bei 850⁰O geschmiedet, zu einem Draht mit einem Durchmess er von 0,7 mm gezogen, 1 Stunde lang bei 600⁰C in Vakuum geglüht und dann im Ofen abgeglüht· Es wurde durch einen Bildanalysator im quantitativen metallurgischen System bestätigt, daß ThOp in der Kupfermatrix gleichmäßig dispergiert war.

In gleicher Weise wurden Kupferdrähte, die andere Oxide wie MnO₂, CrO₂, VO₂ und V₃O₅ enthalten, hergestellt. Die elektrischen Eigenschaften der nach Beispiel 3 hergestellten Kupferdrähte sind in Tabelle 4 angegeben.

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	Tabelle	4	Verhältnis zum Temperaturkoeffi zienten von reinem Kupfer
	spezif. Widerstand	Temperatur koeffizient des spezif· Widerstandes	100
reines Kupfer	1,792	6,77	82,7
0,296 MgO-Ou	1,87	5,60	79,5
0,596 ThO₂-Ou	1,98	5,38.	83,0
0,396 MnO₀-Ou	1,95	5,62	80,2
0,396 OrO₂-Ou	1,86	5,43	84,5
0,596 "TO₂-Ou	2,09	5,72	84,0
0,596 Y₂O₅-Ou	2,11	. 5,69
Beispiel 4

!ig. 7 sei&t die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur (Kurve "b) eines Kupferdrahtes, in welchem 0,5 % TiC dispergiert sind, im Vergleich au der eines Drahtes aus reinem Kupfer (Kurve a) ·

50 Gramm reines pulverförmiges Kupfer mit einer Teilchengröße von 100 Mikron und 50 Gramm TiC mit einer Teilchengröße von 40 Mikron wurden gleichmäßig in ithylalkohol gemisoht, worauf der Alkohol "bei 50⁰G verdampt wurde· Das Gemisch wurde durch eine mechanische Presse unter einem Druck von 1000 kg/cm² in die iorm eines Zylinders gepreßt und der Zylinder- wurde 1 Stunde lang bei 800⁰O gesintert, um eine Ou-TiC Mutterlegierung herzustellen. 2,0 Gramm der Mutterlegierung wurden zu 98 Gramm geschmolzenem Kupfer von etwa 1250⁰O gegeben und 10 Minuterjlang gemischt, bevor das Gießen

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in eine metallische Form erfolgte. Der Anteil von TiC in der Mutterlegierung betrug etwa 50 % und der Block enthielt 0,5 % TiG. Der Block wurde bei 85O⁰C geschmMet, zu einem Draht mit einem Durchmesser von 0,7 mm gezogen, etwa 1 Stunde bei 60O⁰G in Vakuum geglüht und dann im Ofen abgeglüht. Die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur wurde durch eine automatische Einrichtung zur Messung des spezifischen elektrischen Widerstands bei 1 χ 10"^ Torr und bei einer Geschwindigkeit von O,625°C/Minute gemessen.

Die Tabelle 5 zeigt die elektrischen Eigenschaften von Carbidpulver enthaltenden Kupferdrähten₀

	Spezif. Widerstand (μίλ-em)	Tabelle 5	(d?/dT) (x 10-3 AJ2-cm/°C)	Verhältnis zu d^/dT von reinem Kupfer
	1,79	öl 50 (x 10"⁵/°C)	6,77	100
reines Kupfer	1,792	3,78	5,13	75,8
.0,5% TiG-Cu	1,870	2,86	5,65	85,5
1,5% TiC-Cu	1,904	5,02	5,58	82,4
0,5% WC-Ou		2,95
Beispiel 5

Pig. 8 zeigt die Änderung des spezifischen Widerstandes mit der Temperatur (Kurve b) eines Kupferdrahtes, der 1 % einer (50 % Ni-Cu) Legierung im "Vergleich mit der von reinem Kupfer (Kurve a)o

198 G-ramm reines pulverförmiges Kupfer mit einer Teilchengröße von etwa 100 Mikron und 2,0 Gramm (50 % Ni-Cu) Legierung

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mit einer Teilchengröße von etwa 40 Mikron wurden in Äthylalkohol gleichmäßig gemischt. Die (50 % Ni-Gu) Legierung wurde durch das Zerstäubungsverfahren hergestellt. Zum Mischen wurde eine Kugelmühle verwendet. Die Bestandteile waren daher 99 % Ou und 1 % (50 % Ni-Cu).

Das Gemisch wurde bei 5O⁰C getrocknet, um den Alkohol vollständig zu entfernen, und in Form eines Zylinders mit einer Länge von etwa 200 mm und einem Durchmesser von etwa 10 mm durch eine Gummipreßmaschine und einem Druck von 2000 kg/cm gepreßt. Der Zylinder wurde in Vakuum während 30 Minuten bei 700⁰C gesintert und sodann durch eine Gesenkdrückmaschine zu einem Draht mit einem Durchmesser von etwa 4 mm gezogen. Der Draht wurde bei 600⁰C einige male geglüht, um das Erhärten bei einem kontinuierlichen Ziehvorgang zu verhindern, durch welchen der Draht schließlich auf einen Durchmesser von 0,7 mm gezogen wurde. Der Draht wurde 1 Stunde lang bei 60O⁰C geglüht. Das Zugesetzte NiCu war in der Cu-Matrix gleichmäßig dispergiert.

Die elektrischen Eigenschaften wurden in Vakuum (.1 χ 10 Torn) und bei einer Geschwindigkeit von O,625°C/Minute durch eine automatische Einrichtung zur Messung des elektrischen spezifischen Widerstandes gemessen und sind in der Tabelle 6 gezeigt.

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Tabelle 6

	(Ni-Gu) (Ni-Cu)	spezif. Widerstand Qti2· cm)	(xlO"⁵/°C)	(d?/dT)₃₀ ^¹⁰" ο uU, cm/ G)	Verhältnis zu d9/dT von reinem Kupfer (96)
	(Ni-Cu)	1,79	3,78	6,77	100
reines Kupfer	1,84 1,87	3,0 3,06	5,52 5,72	81,5 84,5
-Gu 0,596 -Cu	1,98	2,82	5,58 *	82,4
1,096 -Ou

Bemerkung: (Ni-Öu) ist 5096 Ni-Ou Legierung.

Beispiel 6

Der Innenleiter und der Außenleiter des Koaxialkabels wurden aus Kupfer hergestellt, in welchem 0,15 % AIpO, dispergiert waren, und die Isolierung war aus Polyäthylen mit einer geringen Dichte für Seekabel. Pig. 9 zeigt die Änderungen der Dämpfung mit der Temperatur für einen Kilometer Seekabel von der beschriebenen Art und einem Durchmesser von 25,4 mm (1 Zoll), 38,1 mm (1,5 Zoll) und 50,8 mm (2 Zoll) (Kurven a¹, b¹ und c¹) im Vergleich zu denjenigen (Kurven a, b und o) der herkömmlichen Seekabel mit den Durchmessern 25,4 mm (l Zoll), 38,1 mm (1,5 Zoll) und 50,8 mm (2 Zoll) bei Verwendung der gewöhnlichen weichen Kupferdrähte. Wie ersichtlich wird die Änderung der Dämpfung der erfindungsgemäßen koaxialen Seekabel auf etwa 1/3 im Vergleich zu den herkömmlichen Seekabeln herabgesetzt.

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Beispiel 7

Bei der Anordnung nach Fig· IO wurde ein Kunststoff 6 mit einer hohen Wärmeausdehnungszahl in den Innenleiter 2 gefüllt und die Haht 7 überlappt. Wegen dieser Ausdehnung kann der Außendurchmesser d-, des Innenleiters 2 bei der !Demperaturänderung beträchtlich verändert werden, so daß die Änderung der Dämpfung mit der ODemperatur wesentlich herabgesetzt werden kann·

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Claims

Patentansprüche

Koaxiales Seekabel, gekennzeichnet durch

(a) einen Innenleiter,

(b) einen Außenleiter, der gleichachsig um den Innenleiter herum, jedoch in einem Abstand von diesem so angeordnet ist, daß er diesen umgibt,

(c) ein Isoliermaterial, welches den Raum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter füllt, ,wobei

(d) der Innenleiter aus einem leitenden Material vom Dispersionstyp mit einem Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes hergestellt ist, der niedriger als derjenige von reinem Kupfer ist, welches leitende Material aus Kupfer und 0,01 -5,00 Gewichtsprozent feinverteilten Pulvers im Kupfer dispergiert besteht*
2. Koaxiales Seekabel, gekennzeichnet durch

(a) einen Innenleiter,

(b) einen Außenleiter, der gleichachsig zum Innenleiter, jedooh im Abstand von diesem so angeordnet ist, daß er diesen umgibt,

(c) ein -Isoliermaterial, welches den-Raum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ausfüllt, wobei der Innenleiter und Außenleiter aus einem leitenden Material vom Dispersionstyp mit einem !Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes hergestellt sind, der niedriger als derjenige von reinem Kupfer ist, welches Material aus Kupfer und 0,01 - 5,00 Gewichtsprozent feinverteilten Pulvers im Kupfer dispergiert " besteht.

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3. Koaxiales Seekabel nach Ar.tpruch 1, cadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter hohl und mit einem Isoliermaterial von höherer linearer Wärmeausdehnungszahl gefüllt ist.
k. Koaxiales Seekabel nach den Ansprüchen 1.-3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material vom Dispersionstyp aus Kupfer besteht, in welchem 0,01 - 5,00 Gewichtsprozent feinverteiltes Perritpulver dispergiert ist, das aus der MnCoPe₂O₁J, BaPe₁₂ ⁰Ig» NiZnFe₂O₁J, NiCuPe₂O₁₁ und Li_Q ^Fe₂ c°j} ausgewählt wird.
5. Koaxiales Seekabel nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material vom Dispersionstyp aus reinem Kupfer, in welchem 0,01 - 5,00 Gewichtsprozent feinverteiltes Thermistorpulver oder Heißleiterpulver dispergiert ist, besteht, welcher Thermistor oder Heißleiter als Hauptbestandteil Oxide von Übergangselementen, d.h. Oxide

von Mn, Ni, Co und Cu, und als kleineren Bestandteil Oxide von Mo, Pe, Zr, Cr und V aufweist.
6. Koaxiales Seekabel nach den Ansprüchen .1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material vom Dispersionstyp besteht aus reinem Kupfer, in welchem 0,01 - 5,00 Gewichtsprozent zumindest einer Verbindung dispergiert sind, die aus der Oxidgruppe bestehend aus MgO, MnO₂, CrO₂, V₂O, und Al₂O, ausgewählt ist.
7. Koaxiales Seekabel nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material vom Dispersionstyp besteht aus reinem Kupfer, in welchem 0,01 - 5,00 Gewichtsprozent zumindest einer Verbindung dispergiert ist, die aus der Carbidgruppe bestehend aus TiC, MoC, SiC, TaC, WC und Pe,C ausgewählt ist.

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8· Koaxiales Seekabel nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material vom Dispersionstyp "besteht aus reinem Kupfer, in welchem 0,01 - 5,00 G-ewichtaprozent einer 30 - 70 Gewichtsprozent Ni-Cti-Legierung dispergiert ist.

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