Проволока со стеклянным покрытием

Нанесение покрытия на стекло — это процесс, изобретенный в 1924 году Ф. Тейлором и преобразованный Улитовским в производственную машину для производства тонких стеклом покрытых металлических всего несколько микрометров нитей диаметром Г. .

В этом процессе, известном как «процесс Тейлора», или «процесс микропровода», или «процесс Тейлора-Улитовского», металл, который будет производиться в форме микропровода, удерживается в стеклянной трубке, обычно из боросиликатного состава, которая закрывается с одной стороны. конец. Затем этот конец трубки нагревают, чтобы размягчить стекло до температуры, при которой металлическая часть находится в жидком состоянии, и стекло можно вытянуть вниз, чтобы получить тонкий стеклянный капилляр, содержащий металлическое ядро. В последние годы процесс был переведен на непрерывный путем непрерывной подачи в металлическую каплю нового материала. Хотя этот процесс достаточно прост, он требует одновременного соблюдения множества факторов. Непрерывный поток металла, покрываемого стеклом, должен плавиться при той же температуре, что и стекло, в противном случае могут возникнуть проблемы с консистенцией, которые могут привести к изменению свойств проволоки. Это означает, что нельзя использовать металлы с высокой температурой плавления, поскольку может оказаться затруднительным сопоставить высокую температуру плавления металла с высокой температурой плавления в стекле. Скорость вытягивания металлической проволоки также необходимо контролировать, поскольку колебания скорости вытягивания могут вызвать разницу в ширине проволоки. Проволоку необходимо не только тянуть с одинаковой скоростью, но и охлаждать в стабильной среде, что обычно достигается путем перемещения проволоки через поток охлажденной воды или масла. Однако. существуют 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-Улитовского был заменен на процесс непрерывной подачи материалов для производства этих проводов в массовом производстве.

металлические сердечники диаметром от 1 до 120 микрометров Этим методом можно легко изготовить со стеклянным покрытием диаметром в несколько микрометров. Микропровода со стеклянным покрытием, успешно производимые этим методом, включают медь , серебро , золото , железо , платину и различные сплавов составы . Оказалось даже возможным производить сердечники из аморфного металла («стекловидный металл»), поскольку скорость охлаждения, достижимая с помощью этого процесса, может составлять порядка 1 000 000 кельвинов в секунду. Проволока со стеклянным покрытием приобретает все свойства материала благодаря своей микроструктуре. Микроструктура, в свою очередь, приобретает свои свойства в зависимости от скорости охлаждения проволоки. Магнитные свойства стекловолоконной проволоки также сильно отличаются от свойств аморфной проволоки и холоднотянутой проволоки из-за различия внутренних напряжений, возникающих в проволоке. При выборе металла для проволоки композиции металлов с высоким содержанием железа обычно имеют преимущество перед композициями с высоким содержанием кобальта, поскольку Co более дорогой, а металлы с высоким содержанием железа обладают лучшими магнитными свойствами. Магнитные свойства, такие как магнитная мягкость материалов с высоким содержанием железа, можно улучшить путем отжига металла, пока он находится под механическими напряжениями. Когда говорят, что магнит «мягкий», это подразумевает, что магнитные способности носят временный характер. Эти магниты легко намагничиваются под воздействием электрического тока. Магниты этого типа часто используются в компьютерах и технологиях для управления потоком электрического тока. Именно это делает эти провода полезными в технологических приложениях, поскольку они могут легко контролировать поток электричества в устройстве. С другой стороны, твердый магнит не нуждается в электрическом токе, чтобы оставаться намагниченным, поэтому эти магниты являются постоянными. Эти магниты используются для создания магнитных полей в таких устройствах, как автомобильный генератор переменного тока .

Стеклянное покрытие проводов повышает термостойкость провода. Проволоки будут оставаться стабильными до тех пор, пока стекло, в данном случае пирекс (боросиликат), не начнет размягчаться. Обычно пирекс начинает размягчаться около 673 Кельвина, поэтому эти провода можно использовать в охладителях или обогревателях, работающих при температуре 673 Кельвина. Стеклянное покрытие проволоки не только обеспечивает термическую стабильность, но также помогает предотвратить металлическую коррозию проволоки.

Область применения микропровода включает миниатюрные электрические компоненты на основе микропровода с медным сердечником. Аморфные металлические сердечники с особыми магнитными свойствами можно использовать даже в таких изделиях, как охранные метки и сопутствующие устройства. Сплавы на основе кобальта и железа используются для производства этикеток, защищающих от краж, и защищенной бумаги. Проволока со стеклянным покрытием также оказалась весьма ценной в устройствах, которые используются для обнаружения опухолей головного мозга и в медицинском оборудовании. Основными потребителями проволоки со стекловолокном являются медицинская и автомобильная промышленность, поскольку проволока со стекловолокном очень ценна, когда речь идет о точных датчиках.

Процесс Тейлора-Улитовского доказал свою эффективность в академической среде, однако он никогда не дублировался для массового производства в больших объемах. Модифицированный процесс Адара-Болотинского позволил производить микросвязывающую проволоку непосредственно из расплава путем литья вместо традиционного волочения, переводя этот процесс в масштабы массового производства. Этот специальный производственный процесс также позволяет разрабатывать микропровода RED, например, медную проволоку RED, которая представляет собой уникальную композитную проволоку с тонким стеклянным покрытием и мягкой медной жилой. Проволока со стеклянным покрытием оказала огромное влияние на светодиодную промышленность, снизив стоимость межкомпонентных компонентов, в частности, используя медную проволоку вместо золотой. Использование процесса Адара-Болотинского позволило покрыть эти провода стеклом, которое защищает их от окисления, увеличивая срок хранения и эксплуатации. Эти улучшения способствовали нынешнему успеху светодиодного освещения .