Деградација једињења од тврдих честица силицијум диоксида и реакције флуорид силиката
Јеткање стакла ПЦБ-а, обрада силицијумских плочица и резервоари за површинску обраду керамике стварају масивни фини суспендовани прах силицијум диоксида помешан са раствором за јеткање који садржи флуор-. Тврда зрна силицијум диоксида континуирано циркулишу преко површина ПТФЕ потопног грејача под протоком пумпе, узрокујући трајно механичко рибање. У међувремену, силицијум диоксид реагује са слободним јонима флуорида и формира корозивне силикатне комплексе који се чврсто држе за зидове цеви након испаравања течности. Суперпоновано оштећење абразивног трења и силикатног хемијског јеткања далеко надмашује једно-старење, што доводи до брзог површинског матирања и стањивања зидова по ободу. Лабораторијски упоредни подаци о старењу показују да грејачи који раде са континуираном филтрацијом од силицијум диоксида одржавају стабилан радни век од 18-24 месеца, док јединице изложене нефилтрираном суспензији силицијум диоксида развијају широко распрострањена оштећења једињења у року од 10 месеци. Овај чланак анализира двоструке механизме деградације изазване силицијум диоксидом{10}, објашњава суштински инжењерски компромис-између циклуса одржавања филтера и дуготрајног{12} интегритета грејача и пружа стандарде за поклапање грејача са степеном отпорности на силицијум{13}.
Кључни инжењерски компромис-између одржавања филтера и ефикасности производње
Инсталирање -прецизних вишестепених-филтера од силицијум диоксида и свакодневно чишћење муља у потпуности прекидају суспендовани прах силицијум диоксида и блокирају двоструко абразивно-оштећење од нагризања, али честа замена филтера и чишћење седимента резервоара захтевају рад и обустављају производњу. Продужење сервисних интервала филтера смањује свакодневно оптерећење на одржавању, али нефилтрирани силицијум се акумулира у кади и непрекидно носи и хемијски еродира ПТФЕ јакне током дугих смена. Стандардни глатки ливени ПТФЕ урањајући грејач пружа општу отпорност на разређени раствор флуорида, без компактне измене против -абразије- унакрсног повезивања. Чврсте честице силицијум диоксида лако гребу меке површине флуорополимера, а остаци силиката инфилтрирају огреботине да би повећали брзину хемијског нагризања.
Табела ризика двоструке деградације са концентрацијом суспендованог силицијум-диоксида и ПТФЕ имерзионим грејачем
| Дневна густина суспензије силицијум диоксида | Континуирано трајање контакта са силицијумом диоксида | Комбинована абразија{0}}Брзина акумулације јеткања | Просечан стабилан радни век | Препоручена структура грејача{0}}отпорног на силицијум диоксид |
|---|---|---|---|---|
| Опремљен ниским силицијумским диоксидом, 1 μм прецизним филтером | Мање или једнако 3 сата дневној циркулацији честица | Споро, слаба линеарна огреботина и лагана промена боје на површини | 17–23 месеца | Стандардни уроњени грејач од полираног ПТФЕ-а |
| Средњи силицијум, само груба мрежаста филтрација | 3-7 сати непрекидног пражњења протока силицијум диоксида | Умерено ширење огреботина и силикатна микро{0}}експанзија на линији течности | 11–15 месеци | Површински збијени ПТФЕ урањајући грејач средње дебљине-зида од флуорида-отпорног на силицијум диоксид |
| Високо засићен силицијум, без наменске филтрације | Преко 7 сати кружење силицијум диоксида -- | Брзи дубоки абразивни жлебови и потпуно стањивање силикатног силиката | 4–9 месеци | Висока попречна -веза бешавне дебеле-зидне анти-силицијум-диоксид урањајући грејач од ПТФЕ |
Двострука абразија од силицијум диоксида{0}}Механизам за деградацију хемијског јеткања
Силицијум прах има високу Мохс-ову тврдоћу. Циркулишућа течност покреће безброј оштрих зрна силицијум-диоксида да се сударају и трљају о површине ПТФЕ цеви, изрезујући густе линеарне жлебове за огреботине и разбијајући оригиналну глатку компактну флуорополимерну баријеру. Ове огреботине стварају канале инфилтрације за производе реакције флуорида{2}}силиката. У загрејаним купатилима за нагризање флуора, силицијум диоксид реагује са слободним јонима флуорида да би створио високо корозивне флуоросиликатне комплексе. Након што течност испари на површинама грејача током рада, концентровани филмови силикатних остатака остају заробљени унутар огреботина од силицијум диоксида. Под дуготрајном високом температуром, силикатна једињења непрекидно нападају угљеник{6}}молекуларне ланце флуора, урезују микро-удубине дуж сваког жлеба за абразију. Понављани циклуси загревања{9}}хлађења проширују дефекте смеше настале абразијом и јеткањем. Корозивна флуорид силикатна течност продире дубоко у огреботине{11}}композитне дефекте и продире у празнине између спољашњег ПТФЕ омотача и унутрашње изолације. Остаци проводних силикатних јона се таложе унутар изолационих слојева влакана, формирајући трајне канале за цурење који стално смањују укупни отпор изолације који се помера по смену. Оштећење се равномерно распоређује на потпуно потопљене делове цеви са концентрисаним тракама квара на границама течног{14}}ваздуха где се муљ силицијум диоксида највише акумулира.
Опасности у производњи узроковане деградацијом једињења силицијум диоксида
Наслоњене огреботине и силикатне удубљења постепено смањују отпор изолације, изазивајући често -искључивање струје за заштиту од цурења и прекидајући континуиране распореде серијске обраде полупроводника и ПЦБ-а. Муљ силицијум-диоксида заробљен унутар абразивних жлебова формира дебеле топлотно{2}}изолационе слојеве запрљања, стварајући фиксне жаришне тачке које убрзавају потрошњу адитива за купање и повећавају месечне трошкове допуњавања хемикалија. Прогресивно двоструко оштећење зида на крају ствара рупе у цевима које продиру, омогућавајући директан контакт између грејних жица и флуорид-силикатне корозивне течности и изазивајући изненадно кратак спој-грејача. Одвојени крхки ПТФЕ фрагменти помешани са прахом силицијум диоксида контаминирају прецизне силиконске плочице и штампане плоче, стварајући неуједначену дубину нагризања и дефекте површинских честица који нагло повећавају стопу отпада од производа.
Градед Матцхинг & Силиц Филтратион Оптимизатион Солутионс
Ниско{0}}резервоари за нагризање силицијум диоксида са прецизном фином филтрацијом могу да користе стандардни уроњени грејач од полираног ПТФЕ; очистите седимент силицијум диоксида на дну резервоара недељно да бисте смањили концентрацију циркулишућих честица. Средње{2}}Линије за јеткање ПЦБ-а средње запремине са грубом једностепеном филтрацијом-одаберите површински збијени средње дебео-зидни флуорид-потопни ПТФЕ грејач отпоран на силицијум диоксид. Густа збијена површинска структура слаби трење при сечењу силицијум-диоксида и успорава инфилтрацију остатака флуоросиликата у површинске дефекте. 24-сатни резервоари за кисељење силицијумских плочица са високом засићеношћу суспензије силицијум-диоксида морају да имају високу попречну-везу без шавова {{9}фемастер са дебелим зидовима{{9}ФЕ са отпорним на топлоту{10} ПТ силицијумском диоксидом. Густа унакрсно{12}}повезана молекуларна баријера истовремено је отпорна на абразију тврдог силицијум диоксида и дуготрајно-е флуоросиликатно каталитичко јеткање. Правила рада за помоћну контролу силицијум-диоксида: инсталирајте двостепене преграде за талог пре циркулационих пумпи да бисте ухватили велике агломерате силицијум-диоксида узводно; усвојите ниски-благу циркулацију протока да бисте смањили ударну силу честица силицијум-диоксида на површине грејача; редовно вршите испирање топлом разблаженом киселином да бисте растворили нагомилане остатке флуоросиликата са зидова цеви.
Закључак
-Преурањено старење смеше ПТФЕ грејача у силицијумским-кадама за јеткање са флуоридом потиче од механичке абразије чврстих суспендованих честица силицијум-диоксида и каталитичког хемијског јеткања комплексима флуоросиликата, уместо корозије на бази једне уједначене киселинске{2}}базне купке. Обичном танком глатком не-унакрсном-повезаном ПТФЕ-у недостаје компактан површински третман против-абразије и флуорид-унакрсно повезано ојачање стабилизовано са силицијум-диоксидом- да би издржало дуготрајне-двоструке циклусе оштећења силицијум диоксида. Примена вишестепених протокола за фину филтрацију и редовног уклањања муља силицијум диоксида, упарене са збијеним или унакрсним{12}}повезаним дебелим-протузидним-протузидним профилисаним структурама грејача од силицијум-диоксида усклађеним са густином суспендованог силицијум диоксида, може ефикасно да спречи стварање линеарних{15} микроогреботина{15} силицијум-диоксида. Прилагођена обрада површинског сабијања и параметри дебљине зида ојачане цеви могу се дизајнирати на основу дневне запремине циркулације силицијум диоксида како би се одржале неоштећене глатке перформансе загревања силицијумских{17}}прецизних резервоара за обраду јеткањем богатих силицијумом.
