Dlaczego nie używamy aluminiowych kabli Ethernet i USB 7075?

Ponieważ głębokość skóry miedzi przy 1 Ghz wynosi około 2,3 mikrometra, nie wydaje się, aby aluminium zapewniało gorszy stosunek sygnału do szumu.

Aluminium 7075 jest również znacznie bardziej sprężyste i mocniejsze niż czysta miedź, więc powinno być w stanie zginać więcej bez pękania.

Głównymi problemami wydają się być splatanie drutów (z powodu utleniania) i Power over Ethernet, ale w innych zastosowaniach druty aluminiowe wydają się tańszym i lżejszym (dla przemysłu lotniczego) rozwiązaniem.

Dlaczego więc nadal używamy miedzi do danych?

Tlenek glinu jest stabilny, twardy (jak szafir, ponieważ jest szafirem, inaczej tlenkiem glinu, Al2O3) i nie przewodzi. Tlenek rośnie spontanicznie w kontakcie z powietrzem, więc aluminiowe połączenie elektryczne jest często zawodne. Prace spawalnicze, a niektóre topniki (na bazie fluorku) umożliwiają lutowanie, ale do połączeń zaciskanych potrzebne są pasty antyoksydacyjne i / lub dziwne elementy mechaniczne. Niezawodne aluminiowe połączenia elektryczne są nieporządne lub nieporęczne.

Miedź jest kompatybilna z różnymi schematami połączeń izolacja-przemieszczenie (w zasadzie tylko twardy klip, który wgniata miedź, ale przecina izolację z tworzywa sztucznego), które pozostają niezawodne przez lata. Części zaciskowe mogą być wykonane ze stopów miedzi, więc nie występują różne problemy z metalami. Tlenek miedzi nie jest ani twardy, ani izolacyjny (to półprzewodnik), więc drut miedziany po prostu zapewnia lepsze połączenie.

Aby umieścić proste podsumowanie istniejących odpowiedzi:

Aluminium nie jest powszechnie stosowane w drucie, ponieważ chociaż jest dobrym przewodnikiem, tworzy drut słabo mechaniczny.

Rdtsc podał bardzo dobry link w komentarzu. Ta lista zawiera wszystkie problemy, które napotkasz podczas używania drutu aluminiowego.

Krótko mówiąc, aluminium ma słabe właściwości mechaniczne do stosowania jako drut.

Krótka lista jego najgorszych właściwości:

1. Nie jest wystarczająco plastyczny (łatwo się męczy i pęka)
2. Jest zbyt męski (wyciska się i „płynie” pod presją, co prowadzi do złych połączeń)
3. Rozszerza się i kurczy bardziej ze zmianami temperatury, które prowadzą do złych połączeń.

Ma również słabe właściwości chemiczne - utlenianie, o którym wspomina Whit3rd.

O tak. Nie jest też łatwo lutować.

Patrząc na tabelę przewodności stopy aluminium 7075 mają gorszą przewodność niż czyste aluminium, prawie połowę w przypadku niektórych z nich. Wikipedia twierdzi również, że stopy 7075 są raczej drogie (w porównaniu do innych stopów aluminium), ale nie wiem, jak porównują je do miedzi pod względem ceny. Te problemy razem wyjaśniają prawdopodobnie, dlaczego pomimo tego, że stopy 7075 są dostępne od ponad 70 lat , nie wydają się być stosowane w żadnych zastosowaniach elektrycznych . Jak słusznie wspomina @Harper, stopy aluminium serii 8000 są zwykle stosowane w zastosowaniach elektrycznych .

Obecnym sposobem wytwarzania tanich kabli do transmisji danych jest aluminium pokryte miedzią (CCA) . Możesz pomóc sobie w standardzie ASTM B566 i zobaczyć, jaki jest dokładny skład idealnego kabla CCA (co nie znaczy, że twoi producenci Won Hung Lo będą się tego trzymać). Jest to około 10-15% miedzi, a reszta aluminium . Podsumowanie właściwości kabla CCA od jego producenta (zgodnie z wyżej wymienioną normą) znajduje się na przykład na tej stronie . Istnieje również ISO 13832 obejmujący CCA, który wydaje się po prostu zawierać wyżej wspomniany standard B566, jeśli chodzi o CCA. UL wspomina również, że B566 w swoich usługach testowych.

Należy jednak pamiętać, że żaden kabel CCA nie może być obecnie i zgodnie z prawem reklamowany jako Cat 5e / 6. Jest tak, ponieważ normy te wymagają miedzi ; więcej szczegółów tutaj . Chociaż znam dostawcę usług internetowych z milionami użytkowników korzystających z CCA [do połączenia z klientem końcowym] i wygląda na to, że się za to opłaca ... nawet przy prędkości 1 Gb / s. Ale mogą sobie pozwolić na przetestowanie kabli we własnych standardach. Należy również pamiętać, że kable CCA również nie są zgodne z niektórymi normami budowlanymi [głównie w USA]; dostawcy usług internetowych, o których wspomniałem, znajdują się gdzieś w Europie Wschodniej (chociaż w UE); używają również głównie sprzętu Huawei.

Natomiast standard ANSI / SCTE 100 (2010) dla 75-omowego przewodu koncentrycznego zezwala jednak na rdzeń kabla B566 CCA (klasa miedzi 10%); i jest dobry do pracy w paśmie 5MHz-1GHz (z -20dB SRL).

Nie wiem (ani nie dbam) o standardy kabla USB, aby powiedzieć dokładnie, na co pozwalają lub czego wymagają ...

Tani 75-omowy kabel koncentryczny stosowany w telewizji zwykle ma luźny ekran z plecionego drutu aluminiowego z cienką cienką aluminiową osłoną. Myślę, że środkowy przewodnik to stal miedziowana.

Paskudne tanie rzeczy, ale przydatne do zaciskania.

W przypadku bardzo cienkiego drutu ethernetowego o grubości 24, po prostu nie ma wystarczającej ilości metalu, aby zrobić znaczącą różnicę w całkowitych kosztach produkcji kabli.