Разграждане на съединението от твърди силициеви частици и реакции на флуорен силикат
Резервоарите за ецване на PCB стъкло, обработка на силициеви пластини и обработка на керамични повърхности генерират масивен фин суспендиран силициев диоксид на прах, смесен с-съдържащ флуорид разтвор за ецване. Твърдите силициеви зърна циркулират непрекъснато през повърхностите на PTFE потопяемия нагревател под потока на помпата, причинявайки постоянно механично изтъркване. Междувременно силициевият диоксид реагира със свободни флуоридни йони, за да образува корозивни силикатни комплекси, които прилепват плътно към стените на тръбата след изпаряване на течността. Наслагнатото увреждане от абразивно триене и силикатно химическо ецване далеч изпреварва едно-факторното стареене, което води до бързо матово оцветяване на повърхността и изтъняване на периферните стени. Лабораторните сравнителни данни за стареене показват, че нагревателите, работещи с непрекъснато филтриране на силициев диоксид, поддържат стабилен експлоатационен живот от 18–24 месеца, докато модулите, изложени на нефилтрирана суспензия от силициев диоксид, развиват широко разпространено увреждане на съединението в рамките на 10 месеца. Тази статия анализира двойни механизми за -индуцирана деградация от силициев диоксид, обяснява основния инженерен обмен-между цикъла на поддръжка на филтъра и дългосрочната-интегритет на нагревателя и предоставя класифицирани стандарти за съвпадение на-устойчивия на силициев диоксид нагревател.
Основен инженерен компромис-между поддръжката на филтриране и ефективността на производството
Инсталирането на високо-прецизни много-стъпални силициеви филтри и ежедневното почистване на утайки напълно улавят суспендирания силициев прах и блокират двойното абразионно-повреди от ецване, но честата смяна на филтъра и почистването на утайките в резервоара отнемат труд и спират производството. Удължаването на сервизните интервали на филтъра намалява ежедневната работа по поддръжката, но нефилтрираният силициев диоксид се натрупва във ваната и непрекъснато износва и разяжда химически кожухите от PTFE при дълги смени. Стандартният гладко формован PTFE потопяем нагревател осигурява обща устойчивост на разреден флуориден разтвор, без компактна анти-абразивна кръстосана-свързана модификация. Твърдите силициеви частици лесно надраскат меките флуорополимерни повърхности, а силикатните остатъци проникват в драскотините, за да увеличат скоростта на химическо ецване.
Концентрация на суспендиран силициев диоксид и PTFE потопяем нагревател Таблица на риска от двойно разграждане
| Ежедневна плътност на суспензията от силициев диоксид | Продължителност на непрекъснат контакт със силициев диоксид | Комбинирана скорост на натрупване на абразия-ецване | Среден стабилен експлоатационен живот | Препоръчителна устойчива на силициев{0}}нагревателна структура |
|---|---|---|---|---|
| Оборудван с ниско съдържание на силициев диоксид, 1 μm прецизен филтър | По-малко или равно на 3 часа дневна циркулация на частици | Бавно слабо линейно надраскване и леко обезцветяване на повърхността | 17-23 месеца | Стандартен полиран лят PTFE потопяем нагревател |
| Среден силициев диоксид, само филтриране с едра мрежа | 3–7 часа непрекъснато почистване на потока от силициев диоксид | Умерено разширяване на драскотините и разширяване на силикатни микро-вдлъбнатини при течната линия | 11–15 месеца | Повърхностно уплътнен средно дебел{0}}стенен флуорид-устойчив на силициев диоксид PTFE потопяем нагревател |
| Високо наситен силициев диоксид, без специална филтрация | Над 7 часа денонощна--циркулация на силициев диоксид | Бързи дълбоки абразивни канали и пълно изтъняване на силикат от крехкост | 4–9 месеца | PTFE потопяем нагревател с висока напречна -връзка, безшевна дебела-стена, анти-силициев диоксид |
Силициев двуокис{0}}механизъм на разграждане при химическо ецване
Силициевият прах има висока твърдост по Моос. Циркулиращата течност кара безброй остри силициеви зърна да се сблъскват и трият в повърхностите на PTFE тръбите, издълбавайки плътни линейни канали за надраскване и нарушавайки оригиналната гладка компактна флуорополимерна бариера. Тези драскотини създават инфилтрационни канали за флуорид-силикатни реакционни продукти. В нагрети вани за ецване с флуорид силициевият диоксид реагира със свободни флуоридни йони, за да генерира силно корозивни флуоросиликатни комплекси. След като течността се изпари върху повърхностите на нагревателя по време на работа, концентрираните силикатни остатъчни филми остават уловени в силициевите драскотини. При постоянна висока температура силикатните съединения непрекъснато атакуват въглерод-флуорни молекулни вериги, ецвайки микро-вдлъбнатини по протежение на всяка абразионна бразда. Повтарящите се цикли на нагряване-охлаждане разширяват дефектите на съединението, образувани от абразия и ецване. Корозивната флуоридна силикатна течност прониква дълбоко в композитните дефекти-на драскотини и нахлува в пролуките между външния PTFE кожух и вътрешната изолация. Остатъците от проводими силикатни йони се отлагат вътре в изолационните слоеве на влакна, образувайки постоянни канали за изтичане, които стабилно намаляват общото съпротивление на изолацията смяна след смяна. Повредите се разпределят равномерно по напълно потопени тръбни секции с концентрирани ивици на разрушаване на границите с течен-въздух, където утайката от силициев диоксид се натрупва най-силно.
Производствени опасности, причинени от разграждане на силициев диоксид
Наслагнатите драскотини и силикатни питинги постепенно намаляват съпротивлението на изолацията, предизвиквайки често изключване на захранването за защита от течове и прекъсване на графици за непрекъсната обработка на партиди на полупроводници и печатни платки. Утайката от силициев диоксид, уловена в жлебовете за абразия, образува дебели топлоизолиращи слоеве на замърсяване, създавайки фиксирани горещи точки, които ускоряват потреблението на добавки за баня и повишават месечните разходи за попълване на химикали. Прогресивното изтъняване на стените с двойна повреда в крайна сметка създава проникващи дупки в тръбите, което позволява директен контакт между нагревателните проводници и флуорид-силикатната корозивна течност и причинява внезапно късо{5}}счупване на нагревателя. Отделени крехки PTFE фрагменти, смесени със силициев прах, замърсяват прецизните силициеви пластини и печатни платки, генерирайки неравномерна дълбочина на ецване и дефекти на повърхностните частици, които рязко повишават нивата на скрап на продукта.
Решения за оптимизиране на градуирано съвпадение и филтриране на силициев диоксид
Ниско{0}}резервоарите за гравиране на силициево стъкло с прецизна фина филтрация могат да използват стандартен полиран формован PTFE потопяем нагревател; почиствайте утайката от силициева утайка на дъното на резервоара всяка седмица, за да намалите концентрацията на циркулиращи частици. Линии за ецване на печатни платки със среден{2}}обем с груба едно-етапна филтрация, избрана повърхностно уплътнена-стена с флуорид-устойчив на силициев диоксид PTFE потопяем нагревател. Плътната уплътнена повърхностна структура отслабва триенето при рязане на силициев диоксид и забавя инфилтрацията на флуоросиликатни остатъци в повърхностните дефекти. 24-часови резервоари за ецване на силициеви пластини с високо наситена силициева суспензия трябва да оборудват безшевни дебели-стенни-стенни-силициеви формовани PTFE нагреватели с висока напречна-връзка. Плътната кръстосано{12}}свързана молекулярна бариера едновременно издържа на абразия от твърд силициев диоксид и дълготрайно-каталитично ецване на флуоросиликат. Спомагателни работни правила за контрол на силициев диоксид: инсталирайте дву{15}}етапни прегради за утайки преди циркулационните помпи за улавяне на големи силициеви агломерати нагоре по течението; приемете лека циркулация с нисък-поток за намаляване на ударната сила на силициевите частици върху повърхностите на нагревателя; извършвайте редовно промиване с гореща разредена киселина, за да разтворите натрупаните флуоросиликатни остатъци от стените на тръбата.
Заключение
Преждевременното -съставно стареене по цялата дължина на PTFE потопяем нагревател в силициеви-флуоридни ецващи вани произтича от насложена механична абразия от твърди суспендирани силициеви частици и каталитично химическо ецване от флуоросиликатни комплекси, а не единична равномерна киселинна-основна корозия във ваната. Обикновеният тънък гладък не-напречно-свързан PTFE няма компактна анти{6}}абразивна повърхностна обработка и стабилизирана с флуорид-силициев диоксид кръстосано-свързана армировка, за да издържа на дългосрочни-цикли на двойни повреди от силициев диоксид. Внедряването на много{11}}етапна фина филтрация и редовни протоколи за отстраняване на силициева утайка, съчетани с уплътнени или кръстосано свързани дебели-стенни анти-силициево формовани нагревателни структури, съответстващи на плътността на суспендирания силициев диоксид, може ефективно да ограничи генерирането на линейни драскотини и разпространението на силикатни микро-вдлъбнатини. Индивидуално уплътняване на повърхността и параметрите на дебелината на стената на подсилената тръба могат да бъдат проектирани на базата на дневния обем на циркулация на силициев диоксид, за да се поддържа непокътната плавна производителност на нагряване за богати на силициев диоксид-прецизни ецващи резервоари.
