TWI769825B - 具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法包含一陽極處理步驟，該陽極處理步驟為對一導線施予一陽極處理，使該導線的一鋁質外層形成一氧化鋁層，該氧化鋁層係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，其中，該氧化鋁層的厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，其多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構，使該氧化鋁層的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間，藉由使該氧化鋁層呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，配合適當厚度，該氧化鋁層的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間，不但能達到極佳的電絕緣效果，還能避免被老鼠咬破而保護該導線，更因為該氧化鋁層的性質穩定不易老化和變質，而能延長該導電線的使用期限。
Description
本發明係關於一種具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法，尤指利用陽極處理使導電線的一氧化鋁層的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間的具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法。
一絕緣導線或是一電纜為在一導線外圍包覆一層不導電的材料，例如：樹脂、塑膠、矽橡膠等，形成一絕緣層，以防止該導線與外界接觸造成漏電、短路、觸電等事故，因此，該絕緣導線或該電纜廣泛的應用在我們的生活用電、工業用電，甚至是纏繞成馬達的繞線。
然而，該絕緣導線因其外層的不導電的材料為高分子材料，硬度不高，曾有意外事故是發生於老鼠啃咬該絕緣導線，讓外層的該不導電的材料被剝離、該導線外露，因而導致火災的發生。再者，該絕緣導線的外層容易因時間、通電、陽光曝曬等因素造成外層硬化、剝落，絕緣能力大幅下降。
爰此，本發明人為使包覆一導線的絕緣外層因硬度高、性質穩定，而能避免被老鼠啃咬且延長該導線的使用期限，而提出一種具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法。
該具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法包含一陽極處理步驟，該陽極處理步驟為對一導線施予一陽極處理，使該導線的一鋁質外層形成一氧化鋁層，該氧化鋁層係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，其中，該氧化鋁層的厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，其多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構，使該氧化鋁層的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間。
進一步，進行該陽極處理時，將該導線置入一酸性溶液中，該酸性溶液的重量濃度為3%至15%之間，加工溫度為25℃至35℃之間，使用的電流大小介於30安培至70安培之間，電流密度為15A/cm2~50A/cm2。
進一步，該酸性溶液包括一草酸。
進一步，該具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法還包含一清潔步驟。該清潔步驟在該陽極處理步驟之前，該清潔步驟為清潔該導線表面的油汙。
進一步，在對該導線施予該陽極處理前，先經150℃~200℃，持溫0.3~2小時退火。
根據上述技術特徵可達成以下功效：
1.藉由對該導線施予該陽極處理，在該氧化鋁層係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，且厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，其多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構時，該氧化鋁層的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間，此硬度遠大於老鼠牙齒的硬度，不但能達到極佳的250V下完全絕緣效果，還能承受500V~1000V的高壓擊穿破壞，避免被老鼠咬破而保護該導線，更因為該氧化鋁層的性質穩定不易老化和變質，而能延長該導電線的使用期限。
2.藉由該氧化鋁層的多柱狀多孔隙結構受到撞擊有緩衝力，但多孔隙結構的孔隙尖端應力集中使氧化鋁層脆化，使一般陽極處理膜的韌性差且硬度低，本案藉由這樣的參數範圍，改變傳統微結構，在多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構，能降低下層多孔隙結構的尖端應力集中，提高陶瓷的韌性，進一步提升陽極處理膜的硬度，提升該氧化鋁層的硬度及保護該導線的能力。
1:導電線
11:導線
111:導電線體
112:鋁質外層
12:氧化鋁層
121:柱狀體
S01:清潔步驟
S02:陽極處理步驟
[第一圖]是一立體圖，說明本發明具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法製造出的一導電線結構。
[第二圖]是一流程圖，說明本發明具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法的流程。
[第三圖]是一觀察照片，說明經由一顯微鏡觀察到的一氧化鋁層的結構，且從該氧化鋁層的側邊觀察。
[第四圖]是一觀察照片，說明經由該顯微鏡觀察到的該氧化鋁層的結構，且從該氧化鋁層的上方觀察。
綜合上述技術特徵，本發明具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。
參閱第一圖及第二圖，本發明具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法包含一清潔步驟S01，及一陽極處理步驟S02。該導電線1包括一導線11
及一氧化鋁層12。該氧化鋁層12包覆該導線11。該導線11包括一導電線體111及一鋁質外層112。該鋁質外層112位於該導電線體111的表層。
在該清潔步驟S01中，清潔該導線11表面的油汙，清潔該導線11表面的髒污以利於後續的該陽極處理步驟S02進行。
在該陽極處理步驟S02中，對該導線11施予一陽極處理，使該導線11的該鋁質外層112形成該氧化鋁層12，其中，該氧化鋁層12係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，且厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，其多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構，使該氧化鋁層12的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間。詳細步驟為將該導線11放入一酸性溶液，並接在一陽極，將一石墨片也放入該酸性溶液並接在一陰極，該導線11完全浸泡在該酸性溶液內，該酸性溶液的重量濃度為3%至15%之間，該酸性溶液包括一草酸，該酸性溶液的溫度保持在25℃至35℃之間。該陽極、該陰極接上一電源供應器，產生30安培至70安培之間的一電流，電流密度為15A/cm2~50A/cm2，這參數條件是兼顧成長快速，長出所需的網狀結構，又總體硬度很高。在此條件下，該鋁質外層112的表面形成該氧化鋁層12，在該氧化鋁層12的的厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，其多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構時，對該氧化鋁層12進行維氏硬度測試，硬度高達500Hv至700Hv之間。由於老鼠牙齒的硬度最硬不超過407Hv，該氧化鋁層12的硬度顯然高於老鼠牙齒的硬度，因此，該氧化鋁層12包覆該導線11不但可達到最佳的絕緣效果，還能避免被老鼠咬破而保護該導線。此外，該氧化鋁層12性質穩定，即使經過長期、長時間的使用該導線11、陽光曝曬的升溫，也不易老化和變質，能延長該導電線1的使用期限。進一步，在對該導線11施予該陽極處理前，先經150℃~200℃，持溫0.3~2小時退火。
參閱第一圖、第三圖及第四圖，使用一顯微鏡觀察該氧化鋁層12的微結構，該氧化鋁層12呈現多個柱狀體121，該等柱狀體121為多孔隙結構，該等柱狀體沿著各自的一徑向方向彼此相鄰。因此，由於該氧化鋁層12係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，藉由存在其結構的空氣，提升該氧化鋁層12的絕緣效果，更藉由該多柱狀多孔隙結構受到撞擊有緩衝力，多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構能降低多孔隙結構的尖端應力集中，提高陶瓷的韌性，進一步提升陽極處理膜的硬度，提升該氧化鋁層12的硬度及保護該導線11的能力。
綜上所述，藉由該陽極處理步驟S02，在該氧化鋁層12係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，且厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，其多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構時，該氧化鋁層12的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間，不但能達到極佳的絕緣效果，還能避免被老鼠咬破而保護該導線11，更因為該氧化鋁層12的性質穩定不易老化和變質，而能延長該導電線1的使用期限。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。
S01:清潔步驟
S02:陽極處理步驟
Claims (5)
- 一種具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法，包含：對一導線施予一陽極處理，使該導線的一鋁質外層形成一氧化鋁層，該氧化鋁層係呈彼此相鄰的多柱狀多孔隙結構，其中，該氧化鋁層的厚度為0.03毫米至0.05毫米之間，該多柱狀多孔隙結構頂端有一網狀的結構，使該氧化鋁層的維氏硬度值介於500Hv至700Hv之間。
- 如請求項1所述之具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法，其中，進行該陽極處理時，將該導線置入一酸性溶液中，該酸性溶液的重量濃度為3%至15%之間，加工溫度為25℃至35℃之間，使用的電流大小介於30安培至70安培之間，電流密度為15A/cm2~50A/cm2。
- 如請求項2所述之具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法，其中，該酸性溶液包括一草酸。
- 如請求項1所述之具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法，進一步，在對該導線施予該陽極處理前，先清潔該導線表面的油汙。
- 如請求項1所述之具有高硬度氧化鋁層的導電線的製造方法，進一步，在對該導線施予該陽極處理前，先經150℃~200℃，持溫0.3~2小時退火。
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