Почему мы не используем алюминиевые кабели Ethernet и USB 7075?

Поскольку глубина проникновения меди при 1 ГГц составляет около 2,3 микрометра, не похоже, что алюминий обеспечит худшее отношение сигнал / шум.

Алюминий 7075 также намного более эластичен и прочен, чем чистая медь, поэтому он должен быть способен сгибаться больше, не ломаясь.

Основными проблемами, по-видимому, являются сращивание проводов (из-за окисления) и Power over Ethernet, но для других целей алюминиевые провода кажутся более дешевым и более легким (для аэрокосмического) решения.

Так почему же мы все еще используем медь для данных?

Оксид алюминия стабилен, тверд (как сапфир, потому что это сапфир, он же глинозем, Al2O3) и непроводящий. Оксид самопроизвольно растет при контакте с воздухом, поэтому алюминиевое электрическое соединение часто ненадежно. Сварочные работы и некоторые флюсы (на основе фтора) могут допускать пайку, но для обжимных соединений вам нужны антиоксидантные пасты и / или нечетные механические приспособления. Надежные алюминиевые электрические соединения грязные или громоздкие.

Медь совместима с различными схемами подключения изоляции-смещения (в основном, просто жесткий зажим, который вдавливает медь, но прорезает пластиковую изоляцию), которые остаются надежными в течение многих лет. Зажимные детали могут быть изготовлены из медных сплавов, поэтому нет проблем с разнородными металлами. Оксид меди не является ни твердым, ни изолирующим (это полупроводник), поэтому медный провод просто обеспечивает лучшее соединение.

Чтобы добавить простое резюме к существующим ответам:

Алюминий обычно не используется в проводе, потому что, хотя он и является хорошим проводником, он делает механически плохой провод.

Rdtsc дал очень хорошую ссылку в комментарии. В этом списке перечислены все проблемы, с которыми вы столкнетесь при использовании алюминиевой проволоки.

Суть в том, что алюминий обладает плохими механическими свойствами для использования в качестве проволоки.

Краткий список его худших свойств:

1. Это не достаточно пластичный (усталость и легко ломается)
2. Это слишком вредно (выдавливается и «течет» под давлением, что приводит к плохим соединениям)
3. Он расширяется и сжимается больше при изменении температуры, что приводит к плохим соединениям.

У этого также есть плохие химические свойства - окисление, которое упоминает Whit3rd.

О, да. Также не легко паять.

Глядя на таблицу электропроводности, алюминиевые сплавы 7075 имеют более низкую электропроводность, чем чистый алюминий, для некоторых из них почти половина. Кроме того, Википедия говорит, что сплавы 7075 довольно дороги (по сравнению с другими алюминиевыми сплавами), но я не знаю, как они сравниваются с ценами на медь. Эти проблемы вместе, вероятно, объясняют, почему, несмотря на то, что 7075 сплавов доступны уже более 70 лет, они, похоже, не использовались ни в каких электрических приложениях . Как правильно упоминает @Harper ниже, алюминиевые сплавы серии 8000 обычно используются в электротехнике .

Текущий способ сделать дешевые кабели данных - покрытый медью алюминий (CCA) . Вы можете сами соответствовать стандарту ASTM B566 и посмотреть, каков точный состав идеального кабеля CCA (это не означает, что ваши производители Won Hung Lo даже будут придерживаться этого.) Это примерно 10-15% меди и остального алюминия , Сводная информация о свойствах кабеля CCA от его производителя (в соответствии с вышеупомянутым стандартом) приведена на этой странице , например. Есть также ISO 13832, охватывающий CCA, который, кажется, просто включает в себя вышеупомянутый стандарт B566, когда речь идет о CCA. UL также ссылается на B566 в своих службах тестирования.

Однако обратите внимание, что ни один кабель CCA в настоящее время не может быть законно объявлен как Cat 5e / 6. Это потому, что эти стандарты требуют меди ; подробнее здесь . Хотя я знаю, что интернет-провайдеры с миллионами пользователей, использующих CCA [для окончательного соединения с клиентом в помещениях], кажутся окупаемыми для них ... даже на скорости 1 Гбит / с. Но они могут позволить себе тестировать кабели в соответствии со своими собственными стандартами. Также обратите внимание, что кабели CCA также не соответствуют некоторым [главным образом американским] стандартам строительных норм; провайдеры, на которых я ссылался, расположены где-то в Восточной Европе (хотя и в ЕС); они также используют в основном оборудование Huawei.

Напротив, стандарт ANSI / SCTE 100 (2010) для коаксиального кабеля на 75 Ом, тем не менее, допускает использование сердечника кабеля B566 CCA (класс 10% - медь); и это хорошо для работы 5 МГц-1 ГГц (с -20dB SRL).

Я не знаю (или беспокоюсь) о стандартах USB-кабелей, чтобы точно сказать, что они разрешают или требуют ...

Дешевый 75-омный коаксиальный кабель, используемый для телевидения, обычно имеет свободную оплетку из алюминиевого провода с тонкой тонкой алюминиевой оболочкой. Я думаю, что центральный проводник покрыт медью.

Неприятный дешевый материал, но пригодный для использования при обжатии.

Для очень тонкого кабеля Ethernet 24-го калибра просто не хватает металла, чтобы существенно повлиять на общую стоимость изготовления кабеля.