1.איך נוצרת תחמוצת אבץ?
מוליכות של אבץ טהור: אבץ מתכתי הוא מוליך טוב, עם מוליכות של כ-27%-29% מזו של נחושת מחושלת סטנדרטית (IACS). למרות שהוא לא טוב כמו נחושת ואלומיניום, הוא עדיין מציע מוליכות טובה.
מאפיינים של תחמוצת אבץ: כאשר פני השטח של סליל מגולוון מתחמצנים, נוצר סרט דק של תחמוצת אבץ (ZnO). תחמוצת אבץ היא מוליך למחצה רחב- עם התנגדות גבוהה בהרבה מזו של אבץ מתכתי.
התנגדות של אבץ מתכתי: כ-5.9×10⁻⁸ Ω·m
התנגדות של תחמוצת אבץ: יכולה להגיע ל-10⁻³ עד 10⁵ Ω·m, או אפילו יותר (בהתאם לטוהר ומבנה), גבוהה במיליוני או אפילו מיליארדי פעמים מזו של אבץ מתכתי.
סרט דק זה של תחמוצת אבץ מוסיף למעשה שכבת התנגדות- גבוהה בסדרה עם הנתיב המוליך, ומפחית את המוליכות הכוללת.
2. במה תלוי מידת ההשפעה?
חמצון קל (למשל, "חלודה לבנה"):
סרט התחמוצת המתקבל הוא בדרך כלל דק, נקבובי ורופף.
השפעה: ההשפעה על המוליכות היא מינימלית יחסית, שכן אלקטרונים עדיין יכולים לעבור בקלות דרך נקבוביות זעירות או נקודות תורפה בסרט (אפקט מנהור). ביישומים רבים שבהם המוליכות אינה קריטית, ניתן להתעלם מהשפעה זו.
חמצון חמור:
סרט התחמוצת הופך עבה וצפוף יותר, ואף עלול ליצור תוצרי קורוזיה מורכבים יותר כגון אבץ קרבונט.
השפעה: מוליכות החשמל יורדת באופן משמעותי. שכבת הבידוד העבה והצפופה פוגעת באופן משמעותי בזרימת הזרם. במקרה זה, ייתכן שהסליל המגולוון אינו מתאים יותר ליישומים הדורשים מוליכות גבוהה.
3. כיצד משתווה המוליכות של מצבי פני שטח שונים?
ציפוי אבץ שלם: מוליכות חשמלית טובה; אבץ מתכתי עצמו הוא מוליך טוב.
Slight oxidation (thin white rust): Slightly reduced electrical conductivity; the zinc oxide insulating film is thin and porous, allowing electrons to penetrate.
4. מהם אמצעי הזהירות ביישום מעשי?
מערכות הארקה: זהו היישום המוליך הנפוץ ביותר. פלדה מגולוונת משמשת בדרך כלל להארקת אלקטרודות ורשתות הארקה. תקנים דורשים התנגדות הארקה נמוכה מספיק. חמצון חמור של ציפוי האבץ מגביר את התנגדות המגע בין אלקטרודת ההארקה לאדמה, ופוגע בזרימת הזרם. לכן, במהלך ההתקנה, הימנע משימוש בחומר מגולוון מחומצן בכבדות או נקה אותו לפני השימוש.
חיבורים חשמליים: אם נעשה שימוש בסליל מגולוון כחלק ממוליך וחיבור חשמלי (כגון בורג מכווץ) נוצר על משטח מחומצן, שכבת התחמוצת יוצרת ממשק התנגדות- גבוהה, הגורם להתחממות יתר ויכול לגרום לכשל. לכן, יש לגרד או ללטש היטב חיבורים חשמליים כדי לחשוף את מצע הפלדה הבהיר, ויש ליישם משחה מוליכה מתאימה כדי להבטיח מגע חשמלי טוב.
רכיבים כגון קבלים ומשרנים: ביישומים אלה, רצועת פלדה מגולוונת משמשת לעתים כרכיב דיור או מבני. בעוד שלחמצון קל יש בדרך כלל השפעה מועטה על הביצועים הכוללים, זה מצדיק הערכה אם הוא מהווה חלק מהנתיב הנוכחי.
5. כיצד משפיע חמצון על מוליכות חשמלית?
מסקנה: חמצון פני השטח של סלילים מגולוונים מפחית את המוליכות החשמלית שלהם על ידי יצירת שכבת תחמוצת אבץ בעלת התנגדות גבוהה במיוחד.
מידת ההשפעה: תלוי במידת החמצון. לחמצון מתון יש השפעה מועטה, בעוד שחמצון חמור יכול לגרוע משמעותית מוליכות.
אמצעי נגד:
אחסון: אחסן כראוי בסביבה לחה כדי למנוע חמצון.
בדיקה לפני-שימוש: הימנע משימוש בחומרים עם חמצון חמור עבור יישומים מוליכים.
הכנת חיבור חשמלי: כאשר נדרשים חיבורים חשמליים, יש להסיר ביסודיות את שכבת התחמוצת פני השטח ואת הציפוי כדי להבטיח מגע ישיר בין מתכת-למתכת{{1}.