Проволока со стеклянным покрытием

Покрытие стеклом - это процесс, изобретенный в 1924 году Улитовски и преобразованный в производственную машину для производства мелких частиц стекло с покрытием металл нити диаметром всего несколько микрометров .

В этом процессе, известном как "проволока Тейлора" "или" процесс микропровода "или" процесс Тейлора-Улитовски ", металл, который должен быть произведен в форме микропровода, содержится в стеклянной трубке, обычно в составе боросиликатного, которая закрывается при один конец. Этот конец трубки затем нагревают для размягчения стекла до температуры, при которой металлическая часть находится в жидком состоянии, и стекло можно опускать вниз, чтобы получить тонкий стеклянный капилляр, содержащий металлическую сердцевину. В последние годы процесс был переведен на непрерывный путем непрерывной подачи в металлическую каплю нового материала. Хотя этот процесс достаточно прост, он требует одновременного учета множества факторов. Непрерывный поток металла, который покрывается стеклом, необходимо расплавить при той же температуре, что и стекло, иначе могут возникнуть проблемы с консистенцией, которые могут привести к изменению свойств проволоки. Это означает, что нельзя использовать металлы с высокой температурой плавления, потому что может оказаться затруднительным сопоставление высокой температуры плавления металла с высокой температурой плавления в стекле. Скорость, с которой протягивается металлическая проволока, также необходимо контролировать из-за того, что колебания скорости вытягивания могут вызвать разницу в ширине проволоки. Мало того, что проволоку нужно протягивать с одинаковой скоростью, ее также необходимо охлаждать в стабильной среде, что обычно достигается путем перемещения проволоки через поток охлажденной воды или масла. Однако. есть устройства, которые могут обойти некоторые из этих проблем, нагревая стекло и металл в отдельных камерах, что позволяет использовать металлы с высокими температурами плавления. Примерно в 1950-х годах процесс Тейлора-Улитовски был изменен на процесс непрерывной подачи материалов, чтобы производить эти проволоки в массовом производстве.

Металлические сердечники в диапазоне от 1 до 120 микрометров Этим методом можно легко получить стеклянное покрытие диаметром несколько микрометров. Микропровода со стеклянным покрытием, успешно произведенные этим методом, включают медь, серебро, золото, железо, платину, и различные составы сплава . Было даже доказано, что можно производить сердечники из аморфного металла («стеклообразный металл») , поскольку скорость охлаждения, достигаемая с помощью этого процесса, может составлять порядка 1000000 кельвинов в секунду. Проволока со стеклянным покрытием получает все свойства материала благодаря своей микроструктуре. Микроструктура, в свою очередь, приобретает свои свойства благодаря скорости охлаждения проволоки. Магнитные свойства проволоки со стеклянным покрытием также сильно отличаются от свойств аморфной проволоки и холоднотянутой проволоки из-за разницы внутренних напряжений, возникающих в проволоке. При выборе металла для проволоки составы металлов с высоким содержанием Fe обычно имеют преимущество перед составами с высоким содержанием Co, поскольку Co более дорогой, а металлы с высоким содержанием Fe обладают лучшими магнитными свойствами. Магнитные свойства, такие как магнитная мягкость материалов с высоким содержанием железа, могут быть улучшены путем отжига металла, когда он находится под механическими напряжениями. Когда магнит называют «мягким», это означает, что его магнитные способности носят временный характер. Эти магниты легко намагничиваются при воздействии электрического тока. Эти типы магнитов часто используются в компьютерах и технике для управления потоком электрического тока. Это то, что делает эти провода полезными в технологических приложениях, потому что они могут легко контролировать поток электричества в устройстве. С другой стороны, твердому магниту не нужен электрический ток, чтобы оставаться намагниченным, поэтому эти магниты являются постоянными. Эти магниты используются для создания магнитных полей в устройствах, таких как автомобильный генератор переменного тока.

. Стеклянное покрытие проводов улучшает термическую стабильность провода. Проволока будет оставаться стабильной до тех пор, пока стекло, в данном случае Pyrex (боросиликат), не начнет размягчаться. Пирекс обычно начинает размягчаться около 673 Кельвина, поэтому эти провода можно использовать в охладителях или нагревателях, которые работают при температуре 673 Кельвина. Стеклянное покрытие провода не только обеспечивает термическую стабильность, но также помогает предотвратить металлическую коррозию провода.

Применение микропровода включает миниатюрные электрические компоненты на основе микропровода с медным сердечником. Аморфные металлические сердечники с особыми магнитными свойствами могут даже использоваться в таких изделиях, как бирки безопасности и связанных устройствах. Сплавы на основе кобальта и железа используются для производства этикеток для защиты от кражи в магазинах и защищенных бумаг. Проволока со стеклянным покрытием также оказалась весьма полезной в устройствах, которые используются для обнаружения опухолей головного мозга и в медицинском оборудовании. Основными потребителями проволоки со стеклянным покрытием являются медицинская и автомобильная промышленность, поскольку проволока со стеклянным покрытием очень ценится, когда речь идет о точных датчиках.

Процесс Тейлора-Улитовски оказался успешным в академической среде, однако он никогда не дублировался для массового производства в больших объемах. Модифицированный процесс Адара-Болотинского позволил изготавливать микросварочную проволоку непосредственно из расплава путем литья вместо традиционного волочения, что преобразовало этот процесс в массовое производство. Этот специальный производственный процесс также позволяет разрабатывать микропроволоки RED, например RED Copper, который представляет собой уникальный композитный провод с тонким стеклянным покрытием и мягким медным сердечником. Провод со стеклянным покрытием оказал огромное влияние на индустрию светодиодов, снизив стоимость соединительных компонентов, в частности, с использованием медных проводов вместо золота. Использование процесса Адара-Болотинского позволило покрыть эти провода стеклом, которое защищает их от окисления, увеличивая срок хранения и срок службы. эти улучшения способствовали нынешнему успеху LED освещения.