Yerel ağ veri aktarım kablolarında kullanılan ticari saflıktaki bakıra uygulanan ısıl işlem parametrelerinin empedans ve geri dönüş kaybı üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of heat treatment parameters applied to commercial pure copper used in lan data transmission cables on impedance and return loss properties
Yazar: DİLEK DAĞDELEN
Danışman: PROF. DR. ERDEM ATAR
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yerel ağ veri aktarım kablolarının üretimi sırasında yapılan tel çekme prosesiyle Cu-ETP soğuk deformasyona uğramaktadır. Soğuk deformasyona uğrayan metalik malzemenin mekanik özellikleri (çekme, kopma mukavemeti, akma dayanımı) yükselmektedir. Tel çekme soğuk deformasyon prosesi sonucunda metal malzemede oluşan deformasyon sertleşmesi veya kalıntı gerilmelerin giderilmesi için normalizasyon tavlaması ısıl işlemi uygulanmaktadır. Normalizasyon tavlamasında Cu-ETP tel, akım verilerek belirli bir sıcaklığa ulaştırılan kasnaklar etrafında döndürülerek tavlama işlemi yapılmış olur. Makine hızı (m/dk) olarak hesaplanmaktadır. 
Tüm bu metalurjik işlemlerin ardından Cu iletkenin % uzama, mukavemet değerleri ile iletkenlik değerleri değişmiş olmaktadır. Dolayısıyla bu parametrelerle birlikte istenilen 100-110 Ω aralığındaki empedans değeri ve Return Loss (geri dönüş kaybı) -20dB ile -80 dB aralığında farklılıklar gösterecektir. 
Bu çalışmada %93.75 oranında soğuk deformasyona uğrayan Cu-ETP, 120 ile 250°C arasında değişen sıcaklıklarda birer saatlik tavlama ısıl işlem uygulanmıştır ve ardından Cu-ETP numunelerinin elektriksel direnç değişikliği, mekanik özellikleri ve mikroyapıları incelenmiştir. Yeniden kristalleşme tavlaması gerçekleştirilen sıcaklık değerlerinden yapılan sonuçlara göre kritik görülen 140°C, 160°C, 180°C ve 250°C, sıcaklıklarda tavlama işlemi yapılan Cu-ETP tellerden Cat6 U/UTP kablo üretilmiş ve empedans, Next, geri dönüş kaybı sonuçları incelenmiştir. Bu sonuçlara göre 180°C'de tavlanan Cu-ETP ile üretilen kablonun empedans, Next ve geri dönüş kaybı değerlerinin uygun geldiği bu değerin altında yapılan tavlamalardaki empedans, next, geri dönüş kaybı sonuçlarının uygun olmadığını görülmüştür. Tüm test sonuçları karşılaştırıldığında %93,75 soğuk deformasyona uğramış %99,90 saflıktaki Cu-ETP'nin yeniden kristalleşme tavlama sıcaklığının 180°C olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
During the production of local network data transmission cables, the Cu-ETP undergoes cold deformation through a wire drawing process. The mechanical properties of the metallic material subjected to cold deformation (tensile strength, breaking strength, yield strength) are improved. To eliminate deformation hardening or residual stresses that occur in the metallic material as a result of the cold deformation process, a normalization annealing process is applied. Normalization annealing process is applied to the Cu wire by rotating it around the pulleys, which are brought to a certain temperature by the given current. Machine speed calculated as (m/min).After all these metallurgical processes, the % elongation, strength values and conductivity values of the Cu conductor have changed. Therefore, with these parameters, the desired impedance value in the range of 100-110 Ω and the Return Loss (return loss) will vary between -20dB and -80 dB.
In this study, Cu-ETP, which underwent cold deformation to the extent of 93.75%, was subjected to one-hour annealing heat treatment between 120 and 250°C, followed by an examination of the electrical resistance changes, mechanical properties, and microstructures of Cu-ETP samples. As a result of the obtained findings, the temperature and time in the annealing process were determined based on the results of the tests and subsequently transformed into cable form, following the copper wire drawing process carried out in Niehoff wire drawing machines, along with an examination of all its electrical and mechanical properties. Four temperature and time parameters were selected here based on the results of the tests and were later transformed into cable form. When all the test results were examined, it was concluded that the recrystallization annealing temperature was 180 for a crushing rate of 93.75%.