Faida kubwa ya vipokezi vya filamu vya organometallic ni kwamba vinajiponya vyenyewe, jambo linalofanya vipokezi hivi kuwa mojawapo ya vipokezi vinavyokua kwa kasi zaidi leo.
Kuna mifumo miwili tofauti ya kujiponya yenyewe kwa vipokezi vya filamu vilivyotengenezwa kwa metali: moja ni kujiponya yenyewe kwa kutoa; nyingine ni kujiponya yenyewe kwa kutumia kielektroniki. Ya kwanza hutokea kwa volteji ya juu, kwa hivyo pia hujulikana kama kujiponya yenyewe kwa volteji ya juu; kwa sababu ya mwisho pia hutokea kwa volteji ya chini sana, mara nyingi hujulikana kama kujiponya yenyewe kwa volteji ya chini.
Kujitoa kwa Kujiponya Mwenyewe
Ili kuonyesha utaratibu wa kujiponya kwa kutokwa kwa umeme, fikiria kwamba kuna kasoro katika filamu ya kikaboni kati ya elektrodi mbili za metali zenye upinzani wa R. Kulingana na asili ya kasoro, inaweza kuwa kasoro ya metali, semiconductor au kasoro isiyo na insulation nzuri. Ni wazi, wakati kasoro ni moja ya ile ya kwanza, capacitor itakuwa imejitoa yenyewe kwa volteji ya chini. Ni katika kesi ya mwisho tu ndipo kile kinachoitwa kutokwa kwa volteji ya juu hujiponya yenyewe.
Mchakato wa kujiponya mwenyewe ni kwamba mara tu baada ya kutumia volteji V kwenye capacitor ya filamu iliyotengenezwa kwa metali, mkondo wa ohmic I=V/R hupita kwenye kasoro. Kwa hivyo, msongamano wa sasa J=V/Rπr2 hutiririka kupitia elektrodi iliyotengenezwa kwa metali, yaani, kadri eneo linavyokaribia kasoro (r ndogo ni) na kadri msongamano wake wa sasa unavyokuwa juu ndani ya elektrodi iliyotengenezwa kwa metali. Kutokana na joto la Joule linalosababishwa na matumizi ya nguvu ya kasoro W=(V2/R)r, upinzani R wa kasoro ya semiconductor au insulation hupungua kwa kasi. Kwa hivyo, I ya sasa na matumizi ya nguvu W huongezeka kwa kasi, kwa sababu hiyo, msongamano wa sasa J1= J=V/πr12 huongezeka kwa kasi katika eneo ambalo elektrodi iliyotengenezwa kwa metali iko karibu sana na kasoro, na joto lake la Joule linaweza kuyeyusha safu ya metali katika eneo hilo, na kusababisha safu kati ya elektrodi kuruka hapa. Arc huvukiza haraka na kutupa chuma kilichoyeyuka, na kutengeneza eneo la kutengwa lenye insulation bila safu ya chuma. Arc huzimwa na kujiponya yenyewe kunapatikana.
Kutokana na joto na arc ya Joule inayozalishwa katika mchakato wa kujiponya yenyewe wa kutokwa, dielectric inayozunguka kasoro na eneo la kutengwa kwa insulation ya uso wa dielectric huharibiwa bila kuepukika na uharibifu wa joto na umeme, na hivyo kuoza kwa kemikali, gesi na kaboni, na hata uharibifu wa mitambo hutokea.
Kutoka hapo juu, ili kufikia uponaji kamili wa kutokwa na uchafu, ni muhimu kuhakikisha mazingira yanayofaa ya ndani kuzunguka kasoro, kwa hivyo muundo wa capacitor ya filamu ya kikaboni iliyotengenezwa kwa metali unahitaji kuboreshwa ili kufikia kati inayofaa kuzunguka kasoro, unene unaofaa wa safu ya metali, mazingira ya hemetiki, na voltage na uwezo unaofaa wa kiini. Kinachojulikana kama uponaji kamili wa kutokwa na uchafu ni: muda wa kujiponya ni mfupi sana, nishati ya kujiponya ni ndogo, utenganishaji bora wa kasoro, hakuna uharibifu wa dielektri inayozunguka. Ili kufikia uponaji mzuri wa kujiponya, molekuli za filamu ya kikaboni zinapaswa kuwa na uwiano mdogo wa kaboni kwa atomi za hidrojeni na kiasi cha wastani cha oksijeni, ili wakati mtengano wa molekuli za filamu unapotokea katika uponaji wa kujiponya, hakuna kaboni inayozalishwa na hakuna utuaji wa kaboni unaotokea ili kuepuka uundaji wa njia mpya za upitishaji, lakini badala yake CO2, CO, CH4, C2H2 na gesi zingine huzalishwa ili kuzima safu kwa ongezeko kubwa la gesi.
Ili kuhakikisha kwamba vyombo vya habari vinavyozunguka kasoro haviharibiki wakati wa kujiponya, nishati ya kujiponya haipaswi kuwa kubwa sana, lakini pia isiwe ndogo sana, ili kuondoa safu ya metali inayozunguka kasoro, uundaji wa eneo la insulation (upinzani mkubwa), kasoro itatengwa, ili kufikia kujiponya. Ni wazi kwamba, nishati inayohitajika ya kujiponya inahusiana kwa karibu na chuma cha safu ya metali, unene, na mazingira. Kwa hivyo, ili kupunguza nishati ya kujiponya na kufikia kujiponya vizuri, metali ya filamu za kikaboni zenye metali zenye kiwango cha chini cha kuyeyuka hufanywa. Kwa kuongezea, safu ya metali haipaswi kuwa nene na nyembamba isiyo sawa, haswa ili kuepuka mikwaruzo, vinginevyo, eneo la kutengwa kwa insulation litakuwa kama tawi na kushindwa kufikia kujiponya vizuri. Capacitors za CRE zote hutumia filamu za kawaida, na wakati huo huo usimamizi mkali wa ukaguzi wa nyenzo zinazoingia, kuzuia filamu zenye kasoro mlangoni, ili ubora wa filamu za capacitor uhakikishwe kikamilifu.
Mbali na kujiponya mwenyewe, kuna mwingine, ambao ni kujiponya mwenyewe kwa kutumia kielektroniki. Hebu tujadili utaratibu huu katika makala inayofuata.
Muda wa chapisho: Februari 18-2022
