RU178132U1 - Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа - Google Patents

Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа Download PDF

Info

Publication number
RU178132U1
RU178132U1 RU2017124935U RU2017124935U RU178132U1 RU 178132 U1 RU178132 U1 RU 178132U1 RU 2017124935 U RU2017124935 U RU 2017124935U RU 2017124935 U RU2017124935 U RU 2017124935U RU 178132 U1 RU178132 U1 RU 178132U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paper
conductor according
external conductor
carbon nanotubes
mass
Prior art date
Application number
RU2017124935U
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Рудольфович Предтеченский
Михаил Сергеевич Галков
Михаил Александрович Огиенко
Андрей Геннадьевич Косолапов
Original Assignee
МСД Текнолоджис С.а.р.л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МСД Текнолоджис С.а.р.л. filed Critical МСД Текнолоджис С.а.р.л.
Priority to RU2017124935U priority Critical patent/RU178132U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU178132U1 publication Critical patent/RU178132U1/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/18Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor

Landscapes

  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к конструктивным элементам электрических кабелей связи коаксиального типа и может использоваться в электротехнике, в частности при производстве упомянутых кабелей связи коаксиального типа.Предложен внешний проводник для электрического кабеля связи коаксиального типа, отличающийся тем, что он выполнен из бумаги из одностенных углеродных нанотрубок, содержащей в своем составе связующую добавку, причем по меньшей мере на одну из сторон названной бумаги нанесено металлическое покрытие.Полезная модель решает задачу создания внешнего проводника для электрических кабелей связи коаксиального типа, обладающего электропроводностью, сравнимой с электропроводностью металлов, небольшой удельной массой и повышенными механическими свойствами, такими как прочность на разрыв. 1 н. и 24 з.п. ф-лы.

Description

Полезная модель относится к конструктивным элементам электрических кабелей связи коаксиального типа и может использоваться в электротехнике, в частности при производстве упомянутых кабелей связи коаксиального типа.
Коаксиальный кабель - это кабель, содержащий по крайней мере одну пару расположенных соосно проводников [Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник / Д.С. Бачелис, Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян: Под редакцией Н.И. Белоруссова. - 2 изд., перераб. - М. Л.: Госэнергоиздат, 1963. С. 58-118]. Оба проводника, внутренний и внешний, представляют собой соосные цилиндры и разделены слоем сплошной или полувоздушной изоляции.
Внутренний проводник пары расположенных соосно проводников предназначен для передачи сигнала и выполнен из электропроводящего материала - металла (чаще всего медь или алюминий), или металлического сплава.
Внешний проводник обычно выполнен из металлической фольги или металлической сетчатой оплетки, или комбинации ленты и оплетки [патент RU 65683, МПК H01B 11/00, патент RU 106435, МПК H01B 11/20]. Основная функция внешнего проводника заключается в экранировании внутреннего проводника от воздействия внешних электромагнитных полей.
Недостатками описанного кабеля являются его большая удельная масса и ограниченная гибкость, которые в большей степени определяются массой и гибкостью внешнего проводника.
Вышеуказанные недостатки можно разрешить при использовании коаксиального кабеля, у которого внешний проводник выполнен из пленок, содержащих углеродные нанотрубки [патент US 7459627, МПК H01B 7/00].
Это техническое решение является ближайшим аналогом предлагаемого и принято за прототип полезной модели.
К недостаткам прототипа относится низкая электропроводность получаемых пленок из углеродных нанотрубок, а также сложная технология формирования экранирующего слоя, заключающаяся в получении отдельных пленок из углеродных нанотрубок, склеивании пленок между собой и нанесении их на поверхность изолирующего слоя. В результате внешний проводник не обеспечивает должного экранирования сигнала в электрических кабелях связи коаксиального типа и характеризуется невысокими значениями механической прочности. Также возможность применения данных пленок из углеродных нанотрубок ограничивается тем, что для соединения пленки с металлическими деталями не может использоваться пайка.
Полезная модель решает задачу создания внешнего проводника для электрических кабелей связи коаксиального типа, обладающего электропроводностью, сравнимой с электропроводностью металлов, небольшой удельной массой, повышенными механическими свойствами, такими, как прочность на разрыв, причем для соединения данного внешнего проводника с другими деталями может использоваться пайка.
Поставленная задача решается тем, что предлагается внешний проводник, выполненный из бумаги из одностенных углеродных нанотрубок, содержащей в своем составе связующую добавку, причем по меньшей мере на одну из сторон названной бумаги нанесено металлическое покрытие.
Известная бумага из углеродных нанотрубок представляет собой тонкий лист, сделанный из пучков углеродных нанотрубок. В литературе такой материал называют «Buckypaper» или «Bucky paper» [Richard Е. Smalley et al. / Science / Vol 280 / 1998 / p. 1253; M. Endo et al. / Nature / Vol 433 / 2005 / p. 476].
Вышеупомянутый внешний проводник может содержать не менее 20 масс. % связующих добавок, повышающих ее прочность.
В качестве связующих добавок могут быть использованы синтетические полимеры, например поливинилпирролидон, поливинилденфторид, поливиниловый спирт, поливинилхлорид, полиакрилонитрил и т.п., не ограничиваясь приведенными примерами, или карбоновые кислоты, например капроновая или акриловая кислота, или нитрилы кислот, например ацетонитрил и т.п., не ограничиваясь приведенными примерами.
Кроме этого, внешний проводник может содержать одностенные углеродные нанотрубки в количестве не менее 20 масс. %. При более низком содержании углеродных нанотрубок в бумаге электропроводность и прочность бумаги падает.
Металлическое покрытие может быть нанесено как на одну, так и на обе стороны бумаги из углеродных нанотрубок одним из следующих способов: химическое или электрохимическое осаждение, физическое осаждение из газовой фазы.
В зависимости от используемого способа осаждения металл покрытия может быть выбран из следующего ряда: алюминий, или никель, или медь, или серебро, или комбинация по меньшей мере двух из перечисленных металлов.
После осаждения металлического покрытия может измеряться его поверхностная плотность, которая в данном случае может составлять не менее 0,9 г/м2.
Важнейшими характеристиками для бумаги из углеродных нанотрубок с металлическим покрытием являются электропроводность и прочность (усилие на разрыв).
Так как бумага из углеродных нанотрубок с металлическим покрытием является композиционным материалом, то ее электропроводность в первую очередь определяется электропроводностью нанесенного металла. На основании измеренной величины сопротивления (R) композита рассчитывается удельное сопротивление на квадрат из расчета геометрических размеров образца по формуле
Figure 00000001
, где W - ширина образца, L - длина образца, и
Figure 00000002
составляет не более 0,5
Figure 00000003
. Для сравнения, удельное сопротивление на квадрат бумаги из углеродных нанотрубок без металлического покрытия составляет не более 2,5
Figure 00000004
, а для медной фольги
Figure 00000005
.
Прочность бумаги с металлическим покрытием измеряется усилием на разрыв, отнесенным на 1 мм ее ширины, и составляет не менее 0,05 Н, что соответствует прочности на разрыв для бумаги с металлическим покрытием не менее 50 МПа. Это сравнимо с величиной прочности на разрыв для бумаги без металлического покрытия.
Толщина готового внешнего проводника может составлять не менее 2 μм.
Внешний проводник может состоять из нескольких слоев бумаги из углеродных нанотрубок, на каждый из которых нанесено металлическое покрытие.
Предлагаемый внешний проводник может быть изготовлен как описано ниже.
Бумага с металлическим покрытием может быть изготовлена, например, электрохимическим способом (на примере нанесения медного покрытия). Для этого в раствор электролита опускают медную фольгу, бумагу из углеродных нанотрубок и подают разность потенциалов. При пропускании электрического тока через раствор электролита происходит восстановление металлической меди на бумаге из углеродных нанотрубок с образованием сплошного покрытия из металла. После завершения электролиза бумага с металлическим покрытием промывается дистиллированной водой. Приготовленный образец бумаги с металлическим покрытием далее подвергают сушке при повышенной температуре.
Металлическое покрытие может быть нанесено как на одну, так и на обе стороны бумаги из углеродных нанотрубок.
Полученная бумага с металлическим покрытием накладывается в форме спиральной обмотки поверх изоляции коаксиального провода, тем самым образуя внешний проводник для электрического кабеля связи коаксиального типа.
Предлагаемый внешний проводник обладает электропроводностью, сравнимой с электропроводностью металла, небольшой удельной массой и повышенными механическими свойствами, в частности прочностью на разрыв. Благодаря этим свойствам внешний проводник может применяться, например, при электромагнитном экранировании в электрических кабелях связи коаксиального типа.
Предлагаемое техническое решение подтверждается нижеприведенным примером, который иллюстрирует, но не ограничивает его собой.
ПРИМЕР
Для приготовления раствора электролита 30 грамм медного купороса и 3 грамма 98% серной кислоты растворяют в 100 мл дистиллированной воды при постоянном перемешивании. В раствор приготовленного электролита опускают медную фольгу и бумагу из углеродных нанотрубок. На медную фольгу подают положительный потенциал (анод), на бумагу из углеродных нанотрубок подают отрицательный потенциал (катод). При пропускании электрического тока (не менее 1 Ампера) через раствор электролита ионы меди Cu2+ диффундируют к катоду и осаждаются на бумаге из углеродных нанотрубок в виде частиц металлической меди Cu0, образуя сплошное металлическое покрытие. Данный процесс может занимать по времени не менее 10 секунд, в зависимости от требуемой толщины металлического покрытия.
После завершения электролиза и нанесения металлического покрытия бумагу из углеродных нанотрубок вынимают из раствора электролита и неоднократно промывают дистиллированной водой при температуре 80°C. Приготовленный образец далее сушат при температуре 140°C в течение 2 часов.
Измеренное удельное сопротивление на квадрат полученного внешнего проводника (бумаги из углеродных нанотрубок с металлическим покрытием) составило не более 0,01
Figure 00000006
, что в 50 раз меньше, чем удельное сопротивление на квадрат для проводника, изготовленного из аналогичной бумаги без металлического покрытия.
Измеренное усилие на разрыв, отнесенное на 1 мм ширины предложенного внешнего проводника, составило не менее 0,1 Н по сравнению с 0,08 Н для внешнего проводника, выполненного из бумаги без металлического покрытия.

Claims (25)

1. Внешний проводник для электрического кабеля связи коаксиального типа, отличающийся тем, что он выполнен из бумаги из углеродных нанотрубок, по меньшей мере на одну из сторон которой нанесено металлическое покрытие.
2. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что бумага из углеродных нанотрубок содержит связующую добавку из ряда: синтетический полимер, или карбоновая кислота, или нитрилы кислот.
3. Внешний проводник по п. 2, отличающийся тем, что названная связующая добавка содержится в количестве не менее 20 масс. %.
4. Внешний проводник по п. 2, отличающийся тем, что названная связующая добавка содержится в количестве не менее 40 масс. %.
5. Внешний проводник по п. 2, отличающийся тем, что названная связующая добавка содержится в количестве не менее 60 масс. %.
6. Внешний проводник по п. 2, отличающийся тем, что названная связующая добавка содержится в количестве не менее 80 масс. %.
7. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что содержание углеродных нанотрубок в бумаге составляет не менее 20 масс. %.
8. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что содержание углеродных нанотрубок в бумаге составляет не менее 40 масс. %.
9. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что содержание углеродных нанотрубок в бумаге составляет не менее 60 масс. %.
10. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что содержание углеродных нанотрубок в бумаге составляет не менее 80 масс. %.
11. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что металлическое покрытие нанесено на вторую сторону бумаги.
12. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что металл покрытия наносят на поверхность бумаги путем химического или электрохимического осаждения, или физического осаждения из газовой фазы.
13. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что металл покрытия выбран из ряда: алюминий или никель, или медь, или серебро, или комбинации перечисленных металлов.
14. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что поверхностная плотность металлического покрытия на одной его стороне составляет не менее 0,9 г/м2.
15. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что удельное сопротивление на квадрат бумаги составляет не более
Figure 00000007
.
16. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что удельное сопротивление на квадрат бумаги составляет не более
Figure 00000008
.
17. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что удельное сопротивление на квадрат бумаги составляет не более
Figure 00000009
.
18. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что удельное сопротивление на квадрат бумаги составляет не более
Figure 00000010
.
19. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что удельное сопротивление на квадрат бумаги составляет не более
Figure 00000011
.
20. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что усилие на разрыв, отнесенное на 1 мм ширины бумаги, составляет не менее 0,05 Н.
21. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что усилие на разрыв, отнесенное на 1 мм ширины бумаги, составляет не менее 0,1 Н.
22. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что усилие на разрыв, отнесенное на 1 мм ширины бумаги, составляет не менее 0,5 Н.
23. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что усилие на разрыв, отнесенное на 1 мм ширины бумаги, составляет не менее 1 Н.
24. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что его толщина составляет не менее 2 μм.
25. Внешний проводник по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из нескольких слоев бумаги из углеродных нанотрубок, на каждый из которых нанесено металлическое покрытие.
RU2017124935U 2017-07-12 2017-07-12 Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа RU178132U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124935U RU178132U1 (ru) 2017-07-12 2017-07-12 Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124935U RU178132U1 (ru) 2017-07-12 2017-07-12 Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178132U1 true RU178132U1 (ru) 2018-03-26

Family

ID=61703804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124935U RU178132U1 (ru) 2017-07-12 2017-07-12 Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178132U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195770U1 (ru) * 2019-11-27 2020-02-05 Общество с ограниченной ответственностью НПП "Спецкабель" Высокочастотный симметричный кабель с экраном на основе углеродных нанотрубок
RU195769U1 (ru) * 2019-11-27 2020-02-05 Общество с ограниченной ответственностью НПП "Спецкабель" Высокочастотный симметричный кабель с экраном на основе углеродных нанотрубок

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001006519A1 (fr) * 1999-07-19 2001-01-25 Sony Corporation Materiau conducteur de protons, procede de preparation associe, et dispositif electrochimique utilisant ledit materiau
US7459627B2 (en) * 2007-04-11 2008-12-02 Tsinghua University Coaxial cable
RU2447526C1 (ru) * 2008-08-15 2012-04-10 3М Инновейтив Пропертиз Компани Многожильный скрученный кабель, способ его изготовления и его применение

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001006519A1 (fr) * 1999-07-19 2001-01-25 Sony Corporation Materiau conducteur de protons, procede de preparation associe, et dispositif electrochimique utilisant ledit materiau
US7459627B2 (en) * 2007-04-11 2008-12-02 Tsinghua University Coaxial cable
RU2447526C1 (ru) * 2008-08-15 2012-04-10 3М Инновейтив Пропертиз Компани Многожильный скрученный кабель, способ его изготовления и его применение

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2447526 C1, 10.04.20012. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195770U1 (ru) * 2019-11-27 2020-02-05 Общество с ограниченной ответственностью НПП "Спецкабель" Высокочастотный симметричный кабель с экраном на основе углеродных нанотрубок
RU195769U1 (ru) * 2019-11-27 2020-02-05 Общество с ограниченной ответственностью НПП "Спецкабель" Высокочастотный симметричный кабель с экраном на основе углеродных нанотрубок

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jarosz et al. Carbon nanotube wires and cables: near-term applications and future perspectives
US10115492B2 (en) Electrically conductive carbon nanotube wire having a metallic coating and methods of forming same
KR102003577B1 (ko) 향상된 전기 전도성을 갖는 탄소 나노튜브 전도체
EP2518117B1 (en) Electrical conductors having organic compound coatings
JP2018170267A5 (ru)
JPWO2017033482A1 (ja) カーボンナノチューブ集合体、カーボンナノチューブ複合材料及びカーボンナノチューブ線材
RU178132U1 (ru) Внешний проводник для электрических кабелей связи коаксиального типа
CN103811095A (zh) 一种石墨烯电线电缆导体
JP6928526B2 (ja) カーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法
KR101255548B1 (ko) 나노쌍정 구조가 형성된 구리재료의 형성방법
JP2015504485A (ja) 炭素系基板コーティングを使用する導電性部材
JP6007350B1 (ja) 導電性糸
RU2660769C1 (ru) Металлизированная бумага из углеродных нанотрубок
RU2643156C1 (ru) Коаксиальный кабель
JP7508200B2 (ja) カーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法
JP7097165B2 (ja) カーボンナノチューブ線材、カーボンナノチューブ線材接続構造体及びカーボンナノチューブ線材の製造方法
JP5249642B2 (ja) 超微細金属線状体及びその製造方法
KR20170072695A (ko) 그래핀 복합 도선의 제조방법
US11866839B2 (en) Composite carbon nanotube structures
CN110379555B (zh) 一种具有大载流和高频特性的信号传输导线及其应用
RU63109U1 (ru) Бортовой авиационный электрический провод
KR101339529B1 (ko) 탄소나노튜브를 이용한 금속 나노와이어 및 그 제조방법
US11646125B2 (en) Process for manufacturing a carbon-metal composite material and use thereof for manufacturing an electric cable
JP2020167160A (ja) 接続構造
CN114472579A (zh) 一种金属基复合材料及其制备方法