Warum verwenden wir keine 7075 Aluminium Ethernet- und USB-Kabel?

Da die Hauttiefe von Kupfer bei 1 GHz etwa 2,3 Mikrometer beträgt, scheint Aluminium kein schlechteres Signal-Rausch-Verhältnis zu liefern.

7075 Aluminium ist außerdem viel widerstandsfähiger und fester als reines Kupfer, sodass es sich besser biegen kann, ohne zu brechen.

Die Hauptprobleme scheinen das Spleißen von Drähten (aufgrund von Oxidation) und Power over Ethernet zu sein, aber für andere Zwecke scheinen Aluminiumdrähte eine billigere und leichtere Lösung (für die Luft- und Raumfahrt) zu sein.

Warum verwenden wir immer noch Kupfer für Daten?

Aluminiumoxid ist stabil, hart (als Saphir, weil es Saphir ist, auch bekannt als Aluminiumoxid, Al2O3) und nicht leitend. Oxid wächst bei Kontakt mit Luft spontan, so dass eine elektrische Aluminiumverbindung oft unzuverlässig ist. Schweißarbeiten und einige (auf Fluorid basierende) Flussmittel können das Löten ermöglichen, aber für Crimpverbindungen benötigen Sie Antioxidationspasten und / oder seltsame mechanische Geräte. Zuverlässige elektrische Aluminiumverbindungen sind unordentlich oder sperrig.

Kupfer ist mit einer Vielzahl von Isolations-Verschiebungs-Verbindungsschemata kompatibel (im Grunde genommen nur ein harter Clip, der das Kupfer eindrückt, aber die Kunststoffisolierung durchschneidet), die jahrelang zuverlässig bleiben. Die Clip-Teile können aus Kupferlegierungen bestehen, sodass keine unterschiedlichen Metallprobleme auftreten. Kupferoxid ist weder hart noch isolierend (es ist ein Halbleiter), daher stellt Kupferdraht nur eine bessere Verbindung her.

So fügen Sie den vorhandenen Antworten eine einfache Zusammenfassung hinzu:

Aluminium wird normalerweise nicht in Drähten verwendet, da es zwar ein fairer Leiter ist, aber einen mechanisch schlechten Draht ergibt.

Rdtsc hat in einem Kommentar einen sehr guten Link angegeben . Diese Liste enthält alle Probleme, die bei der Verwendung von Aluminiumdraht auftreten.

Das kurze daran ist, dass Aluminium schlechte mechanische Eigenschaften für die Verwendung als Draht aufweist.

Eine kurze Liste der schlechtesten Eigenschaften:

1. Es ist nicht duktil genug (ermüdet und bricht leicht)
2. Es ist zu bösartig (drückt heraus und "fließt" unter Druck, was zu schlechten Verbindungen führt)
3. Es dehnt sich aus und zieht sich bei Temperaturänderungen stärker zusammen, was zu schlechten Verbindungen führt.

Es hat auch schlechte chemische Eigenschaften - die Oxidation, die Whit3rd erwähnt.

Oh ja. Es ist auch nicht leicht zu löten.

Betrachtet man eine Leitfähigkeitstabelle 7075 Aluminiumlegierungen haben eine schlechtere Leitfähigkeit als reines Aluminium, fast die Hälfte für einige von ihnen. Wikipedia sagt auch, dass die 7075-Legierungen ziemlich teuer sind (im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen), aber ich weiß nicht, wie sie preislich mit Kupfer verglichen werden. Diese Probleme zusammen erklären wahrscheinlich, warum die 7075-Legierungen, obwohl sie seit über 70 Jahren erhältlich sind, anscheinend nicht in elektrischen Anwendungen verwendet wurden . Wie @Harper unten richtig erwähnt, werden die Aluminiumlegierungen der Serie 8000 normalerweise in elektrischen Anwendungen verwendet .

Die derzeitige Methode zur Herstellung billiger Datenkabel ist kupferkaschiertes Aluminium (CCA) . Sie können sich an den ASTM B566-Standard halten und sehen, wie das ideale CCA-Kabel genau zusammengesetzt ist (was nicht bedeutet, dass Ihre Won Hung Lo-Hersteller sich sogar daran halten werden). Es sind etwa 10-15% Kupfer und der Rest Aluminium . Eine Zusammenfassung der Eigenschaften von CCA-Kabeln eines Herstellers (gemäß der oben genannten Norm) finden Sie beispielsweise auf dieser Seite . Es gibt auch eine ISO 13832 für CCA, die offenbar nur den oben genannten B566-Standard enthält, wenn es um CCA geht. UL verweist in seinen Testdiensten auch auf B566.

Beachten Sie jedoch, dass derzeit und zu Recht kein CCA-Kabel als Cat 5e / 6 beworben werden kann. Das liegt daran, dass diese Standards Kupfer vorschreiben. Weitere Details hier . Obwohl ich von ISPs mit Millionen von Benutzern weiß, die CCA [für die endgültige Verbindung zwischen Kunden und Kunden] verwenden, und es sich anscheinend für sie auszahlt ... selbst bei einer Geschwindigkeit von 1 Gbit / s. Sie können es sich jedoch leisten, Kabel intern nach ihren eigenen Standards zu testen. Beachten Sie auch, dass CCA-Kabel auch nicht den Bauvorschriften [hauptsächlich in den USA] entsprechen. Die ISPs, auf die ich Bezug genommen habe, befinden sich irgendwo in Osteuropa (obwohl in der EU). Sie verwenden auch hauptsächlich Huawei-Geräte.

Im Gegensatz dazu erlaubt der ANSI / SCTE 100 (2010) -Standard für 75-Ohm-Koaxialkabel jedoch den CCA-Kabelkern B566 (10% -Kupferqualität). und es ist gut für 5MHz-1GHz-Betrieb (mit -20dB SRL).

Ich weiß (oder kümmere mich nicht) viel über USB-Kabelstandards, um Ihnen genau zu sagen, was sie erlauben oder erfordern ...

Das billige 75-Ohm-Koaxialkabel, wie es für Fernsehgeräte verwendet wird, hat normalerweise eine lose Aluminium-Drahtgeflechtabschirmung mit einer dünnen, dünnen Aluminiumhülle. Ich denke, der Mittelleiter ist aus verkupfertem Stahl.

Böse billige Sachen, aber brauchbar.

Für sehr feine 24-Gauge-Ethernet-Drähte gibt es dort einfach nicht genug Metall, um einen großen Unterschied bei den Gesamtkosten der Kabelherstellung zu bewirken.