1. كيف يتم تشكيل أكسيد الزنك؟
موصلية الزنك النقي: يعتبر الزنك المعدني موصلًا جيدًا، مع موصلية تبلغ حوالي 27٪ -29٪ من النحاس الملدن القياسي (IACS). على الرغم من أنها ليست جيدة مثل النحاس والألمنيوم، إلا أنها لا تزال توفر موصلية جيدة.
خصائص أكسيد الزنك: عندما يتأكسد سطح الملف المجلفن، تتكون طبقة رقيقة من أكسيد الزنك (ZnO). يعد أكسيد الزنك من أشباه الموصلات-ذات فجوة نطاق واسعة ومقاومته أعلى بكثير من مقاومة الزنك المعدني.
مقاومة الزنك المعدني: حوالي 5.9×10⁻⁸ أوم·م
مقاومة أكسيد الزنك: يمكن أن تصل إلى 10⁻³ إلى 10⁵ أوم، أو حتى أعلى (اعتمادًا على النقاء والبنية)، أعلى بملايين أو حتى مليارات المرات من مقاومة الزنك المعدني.
تضيف هذه الطبقة الرقيقة من أكسيد الزنك بشكل فعال طبقة مقاومة عالية-متسلسلة مع المسار الموصل، مما يقلل من الموصلية الإجمالية.
2. على ماذا يعتمد مدى التأثير؟
أكسدة خفيفة (على سبيل المثال، "الصدأ الأبيض"):
عادة ما يكون فيلم الأكسيد الناتج رقيقًا ومساميًا وفضفاضًا.
التأثير: التأثير على الموصلية ضئيل نسبيًا، حيث لا يزال من الممكن أن تنتقل الإلكترونات بسهولة عبر المسام الصغيرة أو نقاط الضعف في الفيلم (تأثير النفق). في العديد من التطبيقات حيث الموصلية ليست حرجة، يمكن تجاهل هذا التأثير.
الأكسدة الشديدة:
يصبح فيلم الأكسيد أكثر سمكًا وكثافة، وقد يشكل منتجات تآكل أكثر تعقيدًا مثل كربونات الزنك.
التأثير: انخفاض التوصيل الكهربائي بشكل ملحوظ. الطبقة العازلة السميكة والكثيفة تعيق بشكل كبير تدفق التيار. في هذه الحالة، قد لا يكون الملف المجلفن مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب موصلية عالية.
3. كيف يمكن مقارنة موصلية الحالات السطحية المختلفة؟
طلاء الزنك السليم: الموصلية الكهربائية الجيدة؛ الزنك المعدني نفسه موصل جيد.
أكسدة طفيفة (صدأ أبيض رقيق): انخفاض طفيف في التوصيل الكهربائي؛ الطبقة العازلة لأكسيد الزنك رقيقة ومسامية، مما يسمح للإلكترونات بالاختراق.
4. ما هي الاحتياطات في التطبيق العملي؟
أنظمة التأريض: هذا هو التطبيق الموصل الأكثر شيوعًا. يستخدم الفولاذ المجلفن بشكل شائع لتأريض الأقطاب الكهربائية وشبكات التأريض. تتطلب المعايير مقاومة تأريض منخفضة بدرجة كافية. الأكسدة الشديدة لطلاء الزنك تزيد من مقاومة التلامس بين قطب التأريض والتربة، مما يضعف تدفق التيار. ولذلك، أثناء التثبيت، تجنب استخدام المواد المجلفنة المؤكسدة بشدة أو تنظيفها قبل الاستخدام.
التوصيلات الكهربائية: إذا تم استخدام ملف مجلفن كجزء من موصل وتم إجراء توصيل كهربائي (مثل الترباس المجعد) على سطح مؤكسد، فإن طبقة الأكسيد تنشئ واجهة ذات مقاومة عالية-، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة ومن المحتمل أن يسبب الفشل. لذلك، يجب كشط التوصيلات الكهربائية أو صقلها تمامًا لكشف الركيزة الفولاذية اللامعة، ويجب وضع معجون موصل مناسب لضمان الاتصال الكهربائي الجيد.
مكونات مثل المكثفات والمحاثات: في هذه التطبيقات، يتم استخدام شريط الفولاذ المجلفن أحيانًا كسكن أو مكون هيكلي. في حين أن الأكسدة الطفيفة عمومًا لها تأثير ضئيل على الأداء العام، إلا أنها تستحق التقييم إذا كانت تشكل جزءًا من المسار الحالي.
5. كيف تؤثر الأكسدة على التوصيل الكهربائي؟
الاستنتاج: الأكسدة السطحية للملفات المجلفنة تقلل من التوصيل الكهربائي عن طريق تكوين طبقة أكسيد الزنك ذات مقاومة عالية للغاية.
مدى التأثير: يعتمد على درجة الأكسدة. الأكسدة الخفيفة لها تأثير ضئيل، في حين أن الأكسدة الشديدة يمكن أن تؤدي إلى تدهور الموصلية بشكل كبير.
التدابير المضادة:
التخزين: قم بتخزينه بشكل صحيح في بيئة رطبة لمنع الأكسدة.
فحص ما قبل -الاستخدام: تجنب استخدام المواد المؤكسدة بشدة في التطبيقات الموصلة للكهرباء.
إعداد التوصيلات الكهربائية: عندما تكون التوصيلات الكهربائية مطلوبة، يجب إزالة طبقة الأكسيد السطحي والطلاء بالكامل لضمان الاتصال المباشر بين المعدن-وال-المعدن.