• bbb

Stutt kynning á sjálfgræðslu málmhúðaðra filmuþétta (1)

Stærsti kosturinn við filmuþétta úr lífrænum málmum er að þeir eru sjálfgræðandi, sem gerir þessa þétta að einum af þeim þéttum sem vaxa hraðast í dag.

Tvær mismunandi aðferðir eru notaðar til að lækna málmhúðaða filmuþétta: önnur er sjálflækning við útskrift; hin er rafefnafræðileg sjálflækning. Sú fyrri á sér stað við hærri spennu, þannig að hún er einnig kölluð sjálflækning við háspennu; þar sem sú síðarnefnda á sér einnig stað við mjög lága spennu er hún oft kölluð sjálflækning við lágspennu.

 

Sjálfsheilun útskriftar

Til að lýsa sjálfsgræðsluferli útskriftar, gerum ráð fyrir að galli sé í lífrænu filmunni milli tveggja málmhúðaðra rafskauta með viðnámið R. Það fer eftir eðli gallans hvort hann sé málmgall, hálfleiðari eða illa einangraður galli. Augljóslega, þegar gallinn er einn af hinum fyrrnefndu, mun þéttinn hafa tæmt sig við lága spennu. Það er aðeins í síðarnefnda tilvikinu sem svokölluð háspennuútskrift græðir sig sjálf.

Sjálfgræðsluferlið við útskrift felst í því að strax eftir að spenna V er sett á málmhúðaðan filmuþétti fer ómhýskur straumur I=V/R í gegnum gallann. Þess vegna rennur straumþéttleikinn J=V/Rπr2 í gegnum málmhúðaða rafskautið, þ.e. því nær sem svæðið er gallanum (því minna er r) og því hærri er straumþéttleikinn innan málmhúðaða rafskautsins. Vegna Joule-hitans sem orsakast af orkunotkun gallans W=(V2/R)r, minnkar viðnám R hálfleiðara- eða einangrunargalla veldishraða. Þess vegna eykst straumurinn I og orkunotkunin W hratt, sem leiðir til þess að straumþéttleikinn J1= J=V/πr12 eykst skarpt á svæðinu þar sem málmhúðaða rafskautið er mjög nálægt gallanum, og Joule-hitinn getur brætt málmhliðið á svæðinu, sem veldur því að boginn á milli rafskautanna fljúgar þangað. Boginn gufar fljótt upp og kastar bráðnu málminum burt, sem myndar einangrað einangrunarsvæði án málmlags. Boginn slokknar og sjálfgræðslu næst.

Vegna Joule-hitans og bogans sem myndast við sjálfsgræðslu útskriftarinnar, skemmist rafskautið í kringum gallann og einangrunarsvæðið á rafskautsyfirborðinu óhjákvæmilega vegna hita- og rafmagnsskemmda, og því verður efnafræðileg niðurbrot, gasmyndun og kolefnismyndun og jafnvel vélræn tjón.

 

Samkvæmt ofangreindu, til að ná fullkominni sjálfsheilun við útskrift, er nauðsynlegt að tryggja viðeigandi staðbundið umhverfi í kringum gallann, þannig að hönnun málmhúðaðs lífræns filmuþéttis þarf að vera hámarks til að ná fram sanngjörnu umhverfi í kringum gallann, viðeigandi þykkt málmhúðaðs lags, loftþéttu umhverfi og viðeigandi kjarnaspennu og afkastagetu. Svokölluð fullkomin sjálfsheilun við útskrift er: sjálfsheilunartími er mjög stuttur, sjálfsheilunarorka er lítil, frábær einangrun galla, engin skemmd á nærliggjandi rafskauti. Til að ná góðri sjálfsheilun ættu sameindir lífrænu filmunnar að innihalda lágt hlutfall kolefnisatóma á móti vetnisatómum og hóflegt magn af súrefni, þannig að þegar niðurbrot filmusameindanna á sér stað í sjálfsheilunarútskriftinni myndast ekkert kolefni og engin kolefnisútfelling á sér stað til að forðast myndun nýrra leiðandi brauta, heldur myndast CO2, CO, CH4, C2H2 og aðrar lofttegundir sem slökkva á boganum með mikilli hækkun á gasinu.
Til að tryggja að miðillinn í kringum gallann skemmist ekki við sjálfgræðslu ætti sjálfgræðsluorkan ekki að vera of mikil, en heldur ekki of lítil. Til að fjarlægja málmlagið í kringum gallann, mynda einangrunarsvæði (með mikilli mótstöðu) og einangra gallann til að ná sjálfgræðslu. Augljóslega er nauðsynleg sjálfgræðsluorka nátengd málmi málmlagsins, þykkt þess og umhverfi. Þess vegna, til að draga úr sjálfgræðsluorkunni og ná góðri sjálfgræðslu, er málmmyndun lífrænna filmu með málmum með lágt bræðslumark framkvæmd. Að auki ætti málmmyndunarlagið ekki að vera ójafnt þykkt og þunnt, sérstaklega til að forðast rispur, annars verður einangrunarsvæðið greinótt og nær ekki góðri sjálfgræðslu. CRE þéttar nota allir venjulegar filmur og á sama tíma strangt eftirlit með innkomu efnis, sem lokar fyrir gallaða filmu við dyrnar, þannig að gæði filmu þéttanna séu að fullu tryggð.

 

Auk sjálfsheilunar útskriftar er til önnur aðferð, sem er rafefnafræðileg sjálfsheilun. Við skulum ræða þennan aðferð í næstu grein.


Birtingartími: 18. febrúar 2022

Sendu okkur skilaboðin þín: