潮濕空氣
從九十年代后,一種新的金屬化膜Al-Zn復(fù)合膜得到快速發(fā)展,由于它集中兩者之優(yōu)點(diǎn):抗氧化能力比純Zn金屬化膜強(qiáng),抗衰減能力則優(yōu)于Al金屬化膜電容器。在Al-Zn復(fù)合膜中,Al含量不到10%,其作用是:敏化、打底,便于Zn的蒸鍍。Al滲透到Zn的表面,形成Al2O3保護(hù)層,起保護(hù)作用。
1.潮濕空氣對(duì)Zn-Al膜的影響
我們?cè)鲞@樣的實(shí)驗(yàn),把蒸鍍好的Al金屬化膜,在水中浸24h目測(cè)并無(wú)明顯變化,說(shuō)明了Al金屬化膜對(duì)水的穩(wěn)定性較好。同樣把蒸鍍好的Al-Zn金屬化膜與水直接接觸,結(jié)果,數(shù)秒鐘內(nèi)即可出現(xiàn)空白點(diǎn)。數(shù)分鐘后,則薄膜幾乎透明,完全不見(jiàn)Al-Zn金屬層的存在,它充分說(shuō)明了Al-Zn金屬化膜對(duì)水的敏感程度。
我們?cè)啻谓馄蔬^(guò)早期失效產(chǎn)品,其中多為金屬化膜被氧化所引起。所以我們?cè)谏a(chǎn)工藝中必須防止Al-Zn膜的氧化與腐蝕,其關(guān)鍵是:盡量減少生產(chǎn)環(huán)境的濕度。
2.水蒸氣的存在形式
要減少空氣中水蒸氣的含量,我們就有必要對(duì)水汽在空氣中的形式與規(guī)律作一探討??諝庵械乃且詺怏w形式存在的,實(shí)際上,我們平時(shí)四周環(huán)境的空氣應(yīng)當(dāng)為濕空氣。
我們平時(shí)所說(shuō)的濕度一般指相對(duì)濕度。它只是表示與飽和水蒸汽的相對(duì)比例。飽和水蒸汽壓的定義為:當(dāng)濕空氣與液體水處于飽和狀態(tài)時(shí),這時(shí)空氣中水蒸汽的壓力即為這一溫度時(shí)的飽和水蒸氣壓。
相對(duì)濕度的定義為:空氣中的實(shí)際水汽分壓與相同溫度下水的飽和氣壓之比值的百分率。其中,Pv為空氣中實(shí)際水蒸氣壓,Pw為此溫度時(shí)的飽和水蒸氣壓。實(shí)驗(yàn)和資料表明,飽和水蒸氣壓與溫度有關(guān)。它是一個(gè)與溫度有關(guān)的函數(shù),溫度越高,水蒸發(fā)的速率也越高,達(dá)到飽和時(shí)的水蒸氣壓也越高。
3.水蒸汽的凝聚與防止
假如元件從低溫處移到高溫潮濕的空氣中,很快我們就可以看到它的表面出現(xiàn)一些小水珠。這是因?yàn)榄h(huán)境空氣溫度較高,含水量高,當(dāng)接觸到低溫元件的表面時(shí),由于元件表面溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度,空氣中的水汽就凝聚成小水珠,這就是結(jié)露現(xiàn)象。
露點(diǎn)溫度的定義是:當(dāng)空氣中的水汽分壓大于該溫度下的飽和汽壓時(shí),空氣中的水汽就有可能轉(zhuǎn)為液相而結(jié)為露珠,這一溫度,我們稱為露點(diǎn)溫度。對(duì)于我們生產(chǎn)電容器的實(shí)際過(guò)程來(lái)說(shuō),結(jié)露現(xiàn)象是絕對(duì)不答應(yīng)發(fā)生的。因?yàn)?,這將會(huì)造成金屬化膜致命的損害。
那么,我們?cè)趺磥?lái)防止呢?根據(jù)結(jié)露的特點(diǎn),只有當(dāng)產(chǎn)品溫度較低,而空氣濕度又大于產(chǎn)品溫度的飽和水蒸氣壓時(shí),才會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。比如,溫度為25℃的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到環(huán)境溫度為30℃的環(huán)境時(shí),由于兩者的飽和蒸汽壓分別為2.96kPa和3.973kPa,當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度大于飽和蒸汽壓時(shí),就會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。
所以,我們要避免結(jié)露現(xiàn)象出現(xiàn)的方法,一是避免從低溫向高溫處移動(dòng)時(shí)的溫差過(guò)大,并可根據(jù)高溫處的絕對(duì)溫度來(lái)得到最大的溫差;二是減低高溫處的濕度,如對(duì)于以上的例子,只要我們把溫度30℃環(huán)境的相對(duì)濕度降低到百分之50時(shí),也就可以避免出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,所以,只要我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中,采取科學(xué)有效的方法,結(jié)露現(xiàn)象的防止并不困難。
4.水份的吸附與對(duì)策
由于Zn-Al膜的氧化是在水份的吸附后進(jìn)行的,所以我們有必要來(lái)探討一下水份的吸附與哪些條件有關(guān)。首先看一下在溫度一定時(shí),水蒸氣壓與吸附量的關(guān)系。當(dāng)溫度一定時(shí),水蒸氣壓越高,單位時(shí)間內(nèi)吸附在Al-Zn膜表面的水分子就越多,達(dá)到吸附與擴(kuò)散平衡時(shí)的水份吸附量就越大。
當(dāng)水蒸氣壓一定時(shí),水的吸附量與溫度的關(guān)系為:溫度越高,相對(duì)濕度越小,水的吸附量越少。
4.1減少水吸附量的對(duì)策
根據(jù)以上所述,只要減少空氣的絕對(duì)濕度或相對(duì)溫度,就可以減少水的吸附量。采取的方法有:一是除濕,即減少空氣含水量,減少水蒸氣壓的方法。二是升溫,在空氣絕對(duì)濕度不變時(shí),通過(guò)升高溫度的方法來(lái)達(dá)到降低相對(duì)濕度減少吸附量的目的。三是綜合一二的優(yōu)點(diǎn),既升溫,又除濕。
4.2除濕的方法
空調(diào)器除濕的方法,當(dāng)空調(diào)機(jī)在制冷降溫工作時(shí),熱濕空氣經(jīng)蒸發(fā)器表面而受到冷卻后,濕空氣溫度低于其露點(diǎn)溫度,所以空氣中水凝聚成水滴而排出,起到除濕作用。由于其在除濕的同時(shí),將使室溫降低。根據(jù)這一特點(diǎn),空調(diào)器除濕更適用于炎熱的夏季有人工作的環(huán)境中。
用除濕機(jī)除濕,其工作原理與空調(diào)器除濕非常相似,但由于其在除濕的同時(shí),將使室溫升高。所以,更適用于氣溫較低的冬天。
高壓冷凝去濕,其工作原理是先將空氣壓縮,再經(jīng)過(guò)冷凝去水的方法。其優(yōu)點(diǎn)是去水率高,缺點(diǎn)是投資大,工藝復(fù)雜。其適用于對(duì)干燥要求程度較高的環(huán)境。如金屬化膜集中保存,且周期相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)。
升溫減少吸附量的方法比較簡(jiǎn)單,但是既要升溫又要除濕的工藝較為復(fù)雜,因?yàn)楸仨氁紤]到除濕機(jī)的工作溫度,一般在32℃以下。所以要考慮把壓縮機(jī)與冷熱交換器分離,讓高溫不影響到壓縮機(jī)工作。
實(shí)踐表明,采取以上的防潮工藝措施都是很有效的,但是假如生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng),金屬化膜還是要被氧化的,所以我們?cè)谧⒅胤莱钡耐瑫r(shí),還必須盡可能縮短生產(chǎn)周期,避免產(chǎn)品氧化。只要我們能采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?,就能生產(chǎn)出性能很好的電容器。生產(chǎn)電容器時(shí),必須防止金屬化膜的氧化,其方法有:
?、贉p小生產(chǎn)環(huán)境的溫差,防止產(chǎn)品結(jié)露。
?、诟鶕?jù)實(shí)際情況,采用合適的除濕方法,減少生產(chǎn)環(huán)境的相對(duì)濕度。
③加快產(chǎn)品流轉(zhuǎn),盡可能縮短生產(chǎn)周期。
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