Computerkabels zijn gespecialiseerde kabels die worden gebruikt voor het verzenden van digitale signalen, analoge signalen of besturingsopdrachten. Ze moeten voldoen aan eisen zoals lage demping, storingsbestendigheid en omgevingsbestendigheid. De materiaalkeuze (waaronder geleider, isolatielaag, afschermingslaag en mantellaag) heeft rechtstreeks invloed op de signaaloverdrachtprestaties, zoals hieronder beschreven: I. Geleidermateriaal De kernfunctie van computerkabels is het overbrengen van zwakke signalen (lage stroom, hoge frequentie). Daarom zijn de geleidbaarheid, flexibiliteit en signaalstabiliteit van de geleider uiterst belangrijk.
Er worden dus vrijwel altijd koperen geleiders gebruikt. Specifieke vormen zijn onder meer: Zuiver koper (elektrolytisch koper): hoge geleidbaarheid (groter dan of gelijk aan 58,5% IACS), waardoor de signaalverzwakking tijdens de transmissie wordt geminimaliseerd en de nauwkeurigheid van de gegevens wordt gegarandeerd. Vaak gemaakt van zacht koperdraad met meerdere- strengen (zoals fijne koperdraad van 7/0,16 mm, 19/0,32 mm, enz.), die een goede flexibiliteit biedt, geschikt voor rackbekabeling en frequente buigscenario's, en niet gemakkelijk kapot gaat. Vertind koper: er wordt een laag tin op het oppervlak van puur koper aangebracht (tinlaagdikte groter dan of gelijk aan 1 μm), waardoor de oxidatieweerstand en soldeerbaarheid wordt verbeterd (waardoor slecht contact veroorzaakt door koperoxidatie wordt vermeden), vooral geschikt voor vochtige of licht corrosieve omgevingen (zoals industriële werkplaatsen, buitenapparatuur). Het is het gangbare geleidermateriaal voor computerkabels, waarbij de geleidbaarheid en de omgevingsweerstand in balans zijn.
Materiaal isolatielaag De isolatielaag moet verschillende kerndraden isoleren en signaalinterferentie voorkomen, terwijl hij ook een hoge isolatieweerstand, laag diëlektrisch verlies en temperatuurbestendigheid bezit. Veelgebruikte materialen: Polyethyleen (PE): lage diëlektrische constante (ε≈2,3), laag diëlektrisch verlies, geschikt voor hoogfrequente signaaloverdracht (zoals digitale communicatie) en relatief lage kosten. Temperatuurbereik: -40~70 graden, geschikt voor normale temperaturen en droge omgevingen (zoals computerruimtes, kantoren). Polyvinylchloride (PVC): goede isolatieprestaties, hoge mechanische sterkte (slijt-bestendig, scheur-bestendig) en bepaalde vlamvertraging (zelf-dovend). Temperatuurbereik: -15~70 graden (algemeen type), geschikt voor vaste installatie binnenshuis, hoge kosten-efficiëntie. Verknoopt polyethyleen (XLPE): Verbeterde hittebestendigheid en mechanische sterkte door verknopingsproces, met een temperatuurbestendigheid tot 90 graden, hogere isolatieweerstand en betere verouderingsbestendigheid dan PE/PVC. Geschikt voor omgevingen met hoge temperaturen (zoals industriële schakelkasten) of scenario's met hoge levensduureisen. Fluorkunststoffen (FEP, PFA, PTFE):
Extreem hoge temperatuurbestendigheid (-60~200, zelfs 260 graden), uitstekende chemische stabiliteit (oliebestendigheid, zuur- en alkalibestendigheid) en diëlektrische eigenschappen die vrijwel niet worden beïnvloed door temperatuur en frequentie. Geschikt voor extreme omgevingen (zoals chemische werkplaatsen, apparatuur in de buurt van hoge- temperatuur), maar met hogere kosten. III. Materialen voor de afschermingslaag Computerkabels moeten bestand zijn tegen elektromagnetische interferentie (EMI) en radiofrequentie-interferentie (RFI), waardoor de afschermingslaag van cruciaal belang is. Veelgebruikte materialen zijn onder meer: Gevlochten koperdraadafscherming: gevlochten uit meerdere strengen fijn koperdraad (vertind koper of blank koper), met een afschermingsdichtheid die doorgaans tussen 85% en 95% ligt. Het heeft een goede flexibiliteit en sterke weerstand tegen laagfrequente interferentie. Geschikt voor scenario's met veelvuldig buigen (zoals verbindingskabels van apparatuur), maar het afschermingseffect bij hoge frequenties is iets minder dan dat van kopertape. Afscherming met kopertape: er wordt gebruik gemaakt van dun kopertape (0,05~0,1 mm dik), spiraalvormig gewikkeld, wat een hoge afschermingsdekking biedt (groter dan of gelijk aan 90%) en een superieur afschermingseffect tegen hoogfrequente interferentie (zoals radiofrequentiesignalen). Het heeft een hoge mechanische sterkte maar een slechte flexibiliteit, geschikt voor vaste installaties (zoals bedrading in kabelgoten). Afscherming van aluminium-kunststof composiettape:
Het is gemaakt van aluminiumfolie en plastic folie, is lichtgewicht en goedkoop- en biedt enige bescherming tegen hoog- interferentie met hoge frequenties, maar het afschermende effect is zwakker dan dat van puur koper, en wordt meestal gebruikt in omgevingen met weinig- interferentie. Dubbel-laagse afscherming (gevlochten + omwikkeld): Door de voordelen van het vlechten van koperdraad (anti-lage frequentie) en het omwikkelen van kopertape (anti-hoge frequentie) te combineren, biedt dit het beste afschermingseffect (bijvoorbeeld voor omgevingen met sterke interferentie: onderstations, in de buurt van motoren). IV. Mantelmateriaal De mantellaag beschermt de isolatie- en afschermingslagen en vereist slijtvastheid, omgevingsbestendigheid (olie, water, UV) en vlamvertraging. Veelgebruikte materialen zijn onder meer: Polyvinylchloride (PVC): hoge mechanische sterkte, slijtvastheid, zuur- en alkalibestendigheid en vlamvertraging (verkregen door toevoeging van vlamvertragers), lage kosten. Temperatuurbereik: -15~70 graden, geschikt voor droge binnen- of algemene industriële omgevingen. Neopreen (CR): Goede elasticiteit, oliebestendigheid, verouderingsbestendigheid en sterke weersbestendigheid (UV-bestendig), geschikt voor buiten- of mobiele toepassingen (bijvoorbeeld het trekken van apparatuurkabels). Temperatuurbereik: -30~80 graden, maar de kosten zijn hoger dan bij PVC. Fluorkunststoffen (FEP, PFA): Komt overeen met fluorkunststof isolatielagen, bestand tegen extreme temperaturen (-60~200 graden), bestand tegen chemische corrosie, geschikt voor zware omstandigheden (bijv. chemische fabrieken, werkplaatsen met hoge temperaturen). Rookarme halogeenvrije polyolefinen (LSZH):
Lage rookuitstoot tijdens de verbranding, geen giftige gassen (bijv. HCl), voldoet aan de eisen op het gebied van milieubescherming en brandveiligheid (bijv. hoge-gebouwen, metro's, ziekenhuizen). Temperatuurbereik: -40~90 graden, goede mechanische sterkte en weerbestendigheid. Samenvattend richt de selectie van materialen voor computerkabels zich op "stabiele signaaloverdracht" en "aanpasbaarheid aan de omgeving": Geleiders zijn voornamelijk vertind koper, waarbij de geleidbaarheid en oxidatieweerstand in evenwicht zijn; isolatielagen worden geselecteerd op basis van temperatuurvereisten: PE/PVC (normale temperatuur), XLPE (gemiddelde tot hoge temperatuur) en fluorkunststoffen (extreme omgevingen); afschermingslagen bestaan voornamelijk uit koperdraadvlechtwerk/koperbandomwikkeling, met dubbele afscherming gebruikt in scenario's met sterke interferentie; mantellagen worden geselecteerd op basis van de omgeving: PVC (algemeen gebruik), LSZH (milieuvriendelijke vlamvertrager) en fluorkunststoffen (zware omgevingen).