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潮湿空气_对金属化膜的影响与对策 [2009-4-17]来源:www.chinazedo.com

从九十年代后,一种新的金属化膜Al-Zn复合膜得到快速发展,由于它集中两者之优点:抗氧化能力比纯Zn金属化膜强,抗衰减能力则优于Al金属化膜电容器。在Al-Zn复合膜中,Al含量不到10%,其作用是:敏化、打底,便于Zn的蒸镀。Al渗透到Zn的表面,形成Al2O3保护层,起保护作用。

1. 潮湿空气对Zn-Al膜的影响

我们曾做这样的实验,把蒸镀好的Al金属化膜,在水中浸24h目测并无明显变化,说明了Al金属化膜对水的稳定性较好。同样把蒸镀好的Al-Zn金属化膜与水直接接触,结果,数秒钟内即可出现空白点。数分钟后,则薄膜几乎透明,完全不见Al-Zn金属层的存在,它充分说明了Al-Zn金属化膜对水的敏感程度。

我们曾多次解剖过早期失效产品,其中多为金属化膜被氧化所引起。所以我们在生产工艺中必须防止Al-Zn膜的氧化与腐蚀,其关键是:尽量减少生产环境的湿度。

2. 水蒸气的存在形式

要减少空气中水蒸气的含量,我们就有必要对水汽在空气中的形式与规律作一探讨。空气中的水汽是以气体形式存在的,实际上,我们平时四周环境的空气应当为湿空气。

我们平时所说的湿度一般指相对湿度。它只是表示与饱和水蒸汽的相对比例。饱和水蒸汽压的定义为:当湿空气与液体水处于饱和状态时,这时空气中水蒸汽的压力即为这一温度时的饱和水蒸气压。

相对湿度的定义为:空气中的实际水汽分压与相同温度下水的饱和气压之比值的百分率。其中,Pv为空气中实际水蒸气压,Pw为此温度时的饱和水蒸气压。实验和资料表明,饱和水蒸气压与温度有关。它是一个与温度有关的函数,温度越高,水蒸发的速率也越高,达到饱和时的水蒸气压也越高。

3. 水蒸汽的凝聚与防止

假如元件从低温处移到高温潮湿的空气中,很快我们就可以看到它的表面出现一些小水珠。这是因为环境空气温度较高,含水量高,当接触到低温元件的表面时,由于元件表面温度低于空气的露点温度,空气中的水汽就凝聚成小水珠,这就是结露现象。

露点温度的定义是:当空气中的水汽分压大于该温度下的饱和汽压时,空气中的水汽就有可能转为液相而结为露珠,这一温度,我们称为露点温度。对于我们生产电容器的实际过程来说,结露现象是绝对不答应发生的。因为,这将会造成金属化膜致命的损害。

那么,我们怎么来防止呢?根据结露的特点,只有当产品温度较低,而空气湿度又大于产品温度的饱和水蒸气压时,才会出现结露现象。比如,温度为25℃的产品转移到环境温度为30℃的环境时,由于两者的饱和蒸汽压分别为2.96kPa和3.973kPa,当环境相对湿度大于饱和蒸汽压时,就会出现结露现象。

所以,我们要避免结露现象出现的方法,一是避免从低温向高温处移动时的温差过大,并可根据高温处的绝对温度来得到最大的温差;二是减低高温处的湿度,如对于以上的例子,只要我们把温度30℃环境的相对湿度降低到百分之50时,也就可以避免出现结露现象,所以,只要我们在生产过程中,采取科学有效的方法,结露现象的防止并不困难。

4. 水份的吸附与对策

由于Zn-Al膜的氧化是在水份的吸附后进行的,所以我们有必要来探讨一下水份的吸附与哪些条件有关。首先看一下在温度一定时,水蒸气压与吸附量的关系。当温度一定时,水蒸气压越高,单位时间内吸附在Al-Zn膜表面的水分子就越多,达到吸附与扩散平衡时的水份吸附量就越大。

当水蒸气压一定时,水的吸附量与温度的关系为:温度越高,相对湿度越小,水的吸附量越少。

4.1减少水吸附量的对策

根据以上所述,只要减少空气的绝对湿度或相对温度,就可以减少水的吸附量。采取的方法有:一是除湿,即减少空气含水量,减少水蒸气压的方法。二是升温,在空气绝对湿度不变时,通过升高温度的方法来达到降低相对湿度减少吸附量的目的。三是综合一二的优点,既升温,又除湿。

4.2 除湿的方法

空调器除湿的方法,当空调机在制冷降温工作时,热湿空气经蒸发器表面而受到冷却后,湿空气温度低于其露点温度,所以空气中水凝聚成水滴而排出,起到除湿作用。由于其在除湿的同时,将使室温降低。根据这一特点,空调器除湿更适用于炎热的夏季有人工作的环境中。

除湿机除湿,其工作原理与空调器除湿非常相似,但由于其在除湿的同时,将使室温升高。所以,更适用于气温较低的冬天。

高压冷凝去湿,其工作原理是先将空气压缩,再经过冷凝去水的方法。其优点是去水率高,缺点是投资大,工艺复杂。其适用于对干燥要求程度较高的环境。如金属化膜集中保存,且周期相对较长时。

升温减少吸附量的方法比较简单,但是既要升温又要除湿的工艺较为复杂,因为必须要考虑到除湿机的工作温度,一般在32℃以下。所以要考虑把压缩机与冷热交换器分离,让高温不影响到压缩机工作。

实践表明,采取以上的防潮工艺措施都是很有效的,但是假如生产周期过长,金属化膜还是要被氧化的,所以我们在注重防潮的同时,还必须尽可能缩短生产周期,避免产品氧化。只要我们能采取适当的工艺措施,就能生产出性能很好的电容器。生产电容器时,必须防止金属化膜的氧化,其方法有:

①减小生产环境的温差,防止产品结露。

②根据实际情况,采用合适的除湿方法,减少生产环境的相对湿度。

③加快产品流转,尽可能缩短生产周期。

 

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