1. Hoe wordt zinkoxide gevormd?
Geleidbaarheid van zuiver zink: Metallisch zink is een goede geleider, met een geleidbaarheid van ongeveer 27%-29% van die van standaard gegloeid koper (IACS). Hoewel het niet zo goed is als koper en aluminium, biedt het nog steeds een goede geleiding.
Kenmerken van zinkoxide: Wanneer het oppervlak van een gegalvaniseerde spoel oxideert, vormt zich een dunne film zinkoxide (ZnO). Zinkoxide is een halfgeleider met een brede-bandafstand en een weerstand die veel hoger is dan die van metallisch zink.
Soortelijke weerstand van metallisch zink: ongeveer 5,9×10⁻⁸ Ω·m
Weerstand van zinkoxide: kan 10⁻³ tot 10⁵ Ω·m bereiken, of zelfs hoger (afhankelijk van de zuiverheid en structuur), miljoenen of zelfs miljarden keren hoger dan die van metallisch zink.
Deze dunne laag zinkoxide voegt effectief een laag met hoge weerstand- toe in serie met het geleidingspad, waardoor de algehele geleidbaarheid wordt verminderd.
2.Waar hangt de omvang van de impact van af?
Milde oxidatie (bijv. "witte roest"):
De resulterende oxidefilm is doorgaans dun, poreus en los.
Impact: Het effect op de geleidbaarheid is relatief minimaal, omdat elektronen nog steeds gemakkelijk door kleine poriën of zwakke punten in de film kunnen dringen (tunneleffect). In veel toepassingen waar geleidbaarheid niet kritisch is, kan dit effect worden genegeerd.
Ernstige oxidatie:
De oxidefilm wordt dikker en dichter en kan zelfs complexere corrosieproducten vormen, zoals zinkcarbonaat.
Impact: De elektrische geleidbaarheid neemt aanzienlijk af. De dikke, dichte isolatielaag belemmert de stroomstroom aanzienlijk. In dit geval is de gegalvaniseerde spoel mogelijk niet langer geschikt voor toepassingen die een hoge geleidbaarheid vereisen.
3. Hoe verhoudt zich de geleidbaarheid van verschillende oppervlaktetoestanden?
Intacte zinklaag: goede elektrische geleiding; metallisch zink zelf is een goede geleider.
Lichte oxidatie (dunne witte roest): Iets verminderde elektrische geleidbaarheid; de zinkoxide-isolerende film is dun en poreus, waardoor elektronen kunnen binnendringen.
4.Wat zijn de voorzorgsmaatregelen bij praktische toepassing?
Aardingssystemen: Dit is de meest voorkomende geleidende toepassing. Gegalvaniseerd staal wordt vaak gebruikt voor het aarden van elektroden en aardingsroosters. Normen vereisen een voldoende lage aardingsweerstand. Ernstige oxidatie van de zinklaag verhoogt de contactweerstand tussen de aardelektrode en de grond, waardoor de stroomstroom wordt belemmerd. Vermijd daarom tijdens de installatie het gebruik van sterk geoxideerd gegalvaniseerd materiaal of reinig dit vóór gebruik.
Elektrische verbindingen: Als een gegalvaniseerde spoel wordt gebruikt als onderdeel van een geleider en een elektrische verbinding (zoals een gekrompen bout) wordt gemaakt op een geoxideerd oppervlak, creëert de oxidelaag een grensvlak met hoge- weerstand, wat oververhitting en mogelijk defecten veroorzaakt. Daarom moeten elektrische verbindingen grondig worden weggeschraapt of gepolijst om het blanke stalen substraat bloot te leggen, en moet een geschikte geleidende pasta worden aangebracht om goed elektrisch contact te garanderen.
Componenten zoals condensatoren en inductoren: Bij deze toepassingen wordt soms gegalvaniseerde staalstrip gebruikt als behuizing of structureel onderdeel. Hoewel lichte oxidatie over het algemeen weinig invloed heeft op de algehele prestaties, verdient het evaluatie als het deel uitmaakt van het huidige pad.
5. Hoe beïnvloedt oxidatie de elektrische geleidbaarheid?
Conclusie: Oppervlakte-oxidatie van gegalvaniseerde spoelen vermindert hun elektrische geleidbaarheid door de vorming van een zinkoxidelaag met extreem hoge weerstand.
Omvang van de impact: Afhankelijk van de mate van oxidatie. Milde oxidatie heeft weinig effect, terwijl ernstige oxidatie de geleidbaarheid aanzienlijk kan verminderen.
Tegenmaatregelen:
Opslag: Op de juiste manier opslaan in een vochtige omgeving om oxidatie te voorkomen.
Inspectie vóór- gebruik: vermijd het gebruik van ernstig geoxideerde materialen voor geleidende toepassingen.
Voorbereiding van de elektrische aansluiting: Waar elektrische aansluitingen nodig zijn, moeten de oxidelaag en de beplating aan het oppervlak grondig worden verwijderd om direct metaal-op- metaalcontact te garanderen.