Drát potažený sklem - Glass-coated wire

Povlak skla je proces vynalezený v roce 1924 společností G. F. Taylor a převeden na výrobní stroj Ulitovski pro výrobu pokuty sklenka - potažené kov vlákna jen pár mikrometry v průměr.

V tomto procesu, známém jako „Taylor-wire“ nebo „microwire process“ nebo „Taylor-Ulitovski process“, se kov, který se má vyrábět mikrovlákno forma je držena ve skleněné trubici, obvykle a borosilikát složení, které je na jednom konci uzavřeno. Tento konec trubice se poté zahřeje, aby změkčilo sklo na teplotu, při které je kovová část v kapalném stavu, a sklo může být staženo dolů za vzniku jemné skleněné kapiláry obsahující kovové jádro. V posledních letech byl proces převeden na kontinuální kontinuálním napájením kovové kapky novým materiálem. I když je tento proces dostatečně jednoduchý, vyžaduje splnění mnoha faktorů současně. Kontinuální tok kovu, který je potažen sklem, musí být roztaven při stejné teplotě jako sklo, jinak by mohlo dojít k problémům s konzistencí, které by mohly vést ke změně vlastností drátu. To znamená, že nelze použít kovy, které mají vysokou teplotu tání, protože může být obtížné sladit vysokou teplotu tání kovu s vysokou teplotou tání ve skle. Rychlost, kterou je tažen kovový drát, musí být také sledována vzhledem k tomu, že kolísání rychlosti tažení může způsobit rozdíl šířky drátu. Drát musí být nejen tažen stejnou rychlostí, ale také musí být chlazen ve stabilním prostředí, které se obvykle provádí pohybem drátu proudem chlazené vody nebo oleje. Nicméně. existují některá zařízení, která mohou obejít některé z těchto problémů zahříváním skla a kovu v samostatných komorách, což umožňuje použití kovů s vysokými teplotami tání. Kolem padesátých let se Taylor-Ulitovského proces změnil na kontinuální proces přivádění materiálů, aby se tyto dráty vyráběly v masové výrobě.^[1]

Kovová jádra v rozmezí 1 až 120 mikrometry se skleněným povlakem lze touto metodou snadno vyrobit průměr několika mikrometrů. Mezi mikroprocesory, které byly úspěšně vyrobeny touto metodou, patří: měď, stříbrný, zlato, žehlička, Platina a různé slitina složení. Ukázalo se dokonce jako možné vyrábět amorfní kov („sklovitý kov“) jádra, protože rychlost chlazení dosažitelná tímto procesem může být řádově 1 000 000 kelvinů za vteřinu. Drát potažený sklem přijímá všechny své materiálové vlastnosti ze své mikrostruktury. Mikrostruktura zase přijímá své vlastnosti z rychlosti, kterou je drát ochlazován. Magnetické vlastnosti vodičů potažených sklem se také velmi liší od vlastností amorfních drátů a drátů tažených za studena v důsledku rozdílu vnitřních napětí, která v drátu vznikají. Při výběru kovu pro drát mají kompozice kovů bohatých na Fe obvykle výhodu oproti kompozicím bohatým na Co, protože Co je dražší a kovy bohaté na Fe mají lepší magnetické vlastnosti. Magnetické vlastnosti, jako je magnetická měkkost materiálů bohatých na Fe, lze zlepšit žíháním kovu, který je vystaven mechanickému namáhání.^[2] Když se říká, že magnet je „měkký“, znamená to, že magnetické schopnosti jsou pouze dočasné. Tyto magnety lze snadno magnetizovat, jsou-li vystaveny elektrickému proudu. Tyto typy magnetů se často používají v počítačích a technologiích k řízení toku elektrického proudu. Díky tomu jsou tyto vodiče užitečné v technologických aplikacích, protože mohou snadno řídit tok elektřiny v zařízení. Tvrdý magnet na druhé straně nepotřebuje elektrický proud, aby zůstal magnetizovaný, takže tyto magnety jsou trvalé. Tyto magnety se používají k vytváření magnetických polí v zařízeních, jako je automobilový průmysl alternátor. ^[3]

Skleněný povlak drátů zlepšuje tepelnou stabilitu drátu. Dráty zůstanou stabilní, dokud sklo, v tomto případě Pyrex (borosilikát), nezačne měknout. Pyrex obvykle začíná změkčovat kolem 673 Kelvinů, proto lze tyto vodiče použít v chladičích nebo v ohřívačích, které pracují pod teplotou 673 Kelvinů. Skleněný povlak drátu poskytuje nejen tepelnou stabilitu, ale také pomáhá předcházet kovové korozi drátu.^[4]

Aplikace pro mikrodráty zahrnují miniaturní elektrické komponenty založené na mikrodrátech s měděným jádrem. Amorfní kov jádra se speciálními magnetický vlastnosti mohou být dokonce použity v takových výrobcích jako bezpečnostní značky a související zařízení. Slitiny na bázi kobaltu a železa se používají k výrobě štítků a bezpečnostních papírů proti krádeži. Drát potažený sklem se také osvědčil jako velmi cenný v zařízeních, která se používají ke snímání nádorů na mozku a používají se v lékařských zařízeních. Hlavními spotřebiteli drátu potaženého sklem jsou lékařský a automobilový průmysl, protože potahovaný drát je velmi cenný, pokud jde o přesné senzory.

Proces Taylor-Ulitovski se osvědčil v akademických prostředích, nikdy však nebyl duplikován pro velkoobjemovou hromadnou výrobu. Modifikovaný proces Adar-Bolotinsky umožnil výrobu mikropojovacího drátu přímo z taveniny odléváním namísto tradičního tažení a převedením tohoto procesu do rozsahu hromadné výroby. Tento speciální výrobní proces také umožňuje vyvinout RED mikroprocesor, například RED Copper wire, který je jedinečný kompozitní drát s tenkým povlakem skla a měkkým měděným jádrem. Drát potažený sklem měl obrovský dopad na průmysl LED snížením nákladů na propojovací komponenty, konkrétně místo zlata používal měděný drát. Použitím procesu Adar-Bolotinsky bylo možné tyto dráty potáhnout sklem, které jej chrání před oxidací, čímž se zvyšuje skladovatelnost a životnost. tato zlepšení přispěla k současnému úspěchu VEDENÝ osvětlení.^[5]

Reference