潮濕空氣_對金屬化膜的影響與對策

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Zn－Al膜的影響

我們曾做這樣的實(shí)驗(yàn)，把蒸鍍好的Al金屬化膜，在水中浸24h目測并無明顯變化，說明了Al金屬化膜對水的穩(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，*不見Al－Zn金屬層的存在，它充分說明了Al－Zn金屬化膜對水的敏感程度。

我們曾多次解剖過早期失效產(chǎn)品，其中多為金屬化膜被氧化所引起。所以我們在生產(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，我們就有必要對水汽在空氣中的形式與規(guī)律作一探討。空氣中的水汽是以氣體形式存在的，實(shí)際上，我們平時四周環(huán)境的空氣應(yīng)當(dāng)為濕空氣。

我們平時所說的濕度一般指相對濕度。它只是表示與飽和水蒸汽的相對比例。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，這時空氣中水蒸汽的壓力即為這一溫度時的飽和水蒸氣壓。

相對濕度的定義為：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，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，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。對于我們生產(chǎn)電容器的實(shí)際過程來說，結(jié)露現(xiàn)象是不答應(yīng)發(fā)生的。因?yàn)椋@將會造成金屬化膜致命的損害。

那么，我們怎么來防止呢？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，才會出現(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，由于兩者的飽和蒸汽壓分別為2．96kPa和3．973kPa，當(dāng)環(huán)境相對濕度大于飽和蒸汽壓時，就會出現(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時的溫差過大，并可根據(jù)高溫處的溫度來得到zui大的溫差；二是減低高溫處的濕度，如對于以上的例子，只要我們把溫度30℃環(huán)境的相對濕度降低到百分之50時，也就可以避免出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，所以，只要我們在生產(chǎn)過程中，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，水蒸氣壓與吸附量的關(guān)系。當(dāng)溫度一定時，水蒸氣壓越高，單位時間內(nèi)吸附在Al－Zn膜表面的水分子就越多，達(dá)到吸附與擴(kuò)散平衡時的水份吸附量就越大。

當(dāng)水蒸氣壓一定時，水的吸附量與溫度的關(guān)系為：溫度越高，相對濕度越小，水的吸附量越少。

4.1減少水吸附量的對策

根據(jù)以上所述，只要減少空氣的濕度或相對溫度，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，在空氣濕度不變時，通過升高溫度的方法來達(dá)到降低相對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，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，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，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，且周期相對較長時。

升溫減少吸附量的方法比較簡單，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)周期過長，金屬化膜還是要被氧化的，所以我們在注重防潮的同時，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湍苌a(chǎn)出性能很好的電容器。生產(chǎn)電容器時，必須防止金屬化膜的氧化，其方法有：

①減小生產(chǎn)環(huán)境的溫差，防止產(chǎn)品結(jié)露。

②根據(jù)實(shí)際情況，采用合適的除濕方法，減少生產(chǎn)環(huán)境的相對濕度。

③加快產(chǎn)品流轉(zhuǎn)，盡可能縮短生產(chǎn)周期。