دھاتی فلم کیپیسیٹرز پاور الیکٹرانکس، ری ایکٹیو پاور کمپنسیشن، قابل تجدید توانائی کے نظام، اور صنعتی آٹومیشن میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ ان کی بہترین خود کو ٹھیک کرنے کی صلاحیت، کم نقصان، اور اعلی وشوسنییتا۔ تاہم، سخت آپریٹنگ حالات جیسے کہ زیادہ درجہ حرارت، نمی، اوور وولٹیج، اور مکینیکل تناؤ میں، ان کی کارکردگی بتدریج خراب ہوتی جاتی ہے، جو بالآخر ناکامی کا باعث بنتی ہے۔

 

میٹالائزڈ فلم کیپسیٹرز کے عام ناکامی کے طریقہ کار کو عام طور پر چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:الیکٹرو کیمیکل سنکنرن، ڈائی الیکٹرک خرابی، گنجائش کی کمی، اور ساختی ناکامی. عملی ایپلی کیشنز میں، یہ ناکامیاں اکثر الیکٹرک فیلڈ، درجہ حرارت، نمی اور مکینیکل تناؤ پر مشتمل کثیر-فزکس کے جوڑے کے اثرات سے ہوتی ہیں۔

 

I، عام ناکامی کے طریقے اور عام مظاہر

دھاتی فلم کیپسیٹرز کی ناکامیوں میں عام طور پر برقی پیرامیٹر کی اسامانیتا اور جسمانی ساختی نقصان دونوں شامل ہوتے ہیں۔

 

ناکامی موڈ	عام مظہر	آلات پر اثر
اہلیت کا انحطاط	درجہ بندی کی حد کے اندر رہتے ہوئے بتدریج اہلیت میں کمی جب تک کہ اچانک ناکامی واقع نہ ہو جائے۔	کم معاوضے کی کارکردگی، وقت کی غلطیاں، دوغلا عدم استحکام
موصلیت کی ناکامی۔	رساو کرنٹ میں اضافہ اور موصلیت کی مزاحمت میں کمی	زیادہ تھرمل نقصان، تھرمل بھاگنے کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔
ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن	ڈائی الیکٹرک فلم پگھلنے اور پنکچر، conductive راستے کی تشکیل	شارٹ-سرکٹ برن آؤٹ اور سامان کی مکمل خرابی۔
ساختی ناکامی۔	اندرونی فریکچر، سولڈر جوائنٹ ڈیچمنٹ، پیکج کریکنگ	کھلی-سرکٹ کی خرابی اور کرنٹ کے بہاؤ میں خلل

 

II، میٹالائزڈ فلم کیپسیٹرز کے بنیادی ناکامی کے طریقہ کار

1. الیکٹرو کیمیکل سنکنرن اور نمی داخل ہونا

الیکٹرو کیمیکل سنکنرن AC فلٹرنگ اور پاور کمپنسیشن ایپلی کیشنز میں عمر بڑھنے کے بنیادی میکانزم میں سے ایک ہے۔

 

جب میٹالائزڈ فلم کیپیسیٹر کی سگ ماہی کارکردگی ناکافی ہوتی ہے تو، نمی اندرونی ڈھانچے میں گھس سکتی ہے، جس سے ہوا کی خرابی وولٹیج کم ہوتی ہے اور فلمی تہوں کے درمیان آئنائزیشن کو تیز کیا جاتا ہے۔ اس آئنائزیشن کے عمل کے دوران پیدا ہونے والا اوزون میٹالائزڈ الیکٹروڈز (Zn/Al) کو آکسائڈائز کرتا ہے، جو کہ ZnO اور Al₂O₃ جیسے غیر-مواصلاتی آکسائیڈ بناتا ہے۔ جیسے جیسے آکسیڈیشن بڑھتا ہے، موثر الیکٹروڈ ایریا دھیرے دھیرے کم ہوتا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں گنجائش کی مسلسل کمی واقع ہوتی ہے۔

 

ایسے ماحول میں جہاں رشتہ دار نمی 85% سے زیادہ ہوتی ہے، الیکٹرو کیمیکل منتقلی دھاتی تہہ کے اندر بھی ہو سکتی ہے، جس سے کنڈکٹو ڈینڈرائٹس بنتی ہیں جو آخرکار انٹر-الیکٹروڈ شارٹ سرکٹس کو متحرک کر سکتی ہیں۔

 

سلفر پر مشتمل یا تیزابی گیس والے ماحول میں، سنکنرن کی شرح 3-5 گنا بڑھ سکتی ہے۔ ٹرمینل ٹن چڑھانا کا سنکنرن رابطے کی مزاحمت کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے، جس سے زیادہ گرمی اور کنکشن کی ناکامی ہوتی ہے۔

 

کلیدی اثرات

• اہلیت کا انحطاط
• کم موصلیت مزاحمت
• ٹرمینل زیادہ گرم ہونا
• شارٹ-سرکٹ کا خطرہ

 

2. برقی تناؤ اور بار بار خود کو-شفا بخش نقصانات

میٹالائزڈ فلم کیپسیٹرز کی ایک اہم خصوصیت ان کی خود-علاج کی صلاحیت ہے۔ جب ایک مقامی ڈائی الیکٹرک خرابی واقع ہوتی ہے، تو فالٹ کے ارد گرد دھاتی تہہ تیزی سے بخارات بن جاتی ہے، جس سے تباہ شدہ جگہ الگ ہو جاتی ہے اور کپیسیٹر کو معمول کے مطابق کام کرنے کی اجازت ملتی ہے۔

تاہم، بار بار خود کو ٹھیک کرنے والے واقعات آہستہ آہستہ مؤثر میٹالائزڈ الیکٹروڈ ایریا کو استعمال کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں مجموعی گنجائش میں کمی اور کمزور وولٹیج برداشت کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔

 

تجرباتی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ:

• بار بار خود کو ٹھیک کرنے والا خارج ہونے والا مادہ قابلیت کے انحطاط کو نمایاں طور پر تیز کرتا ہے
• ڈائی الیکٹرک برداشت کرنے والی وولٹیج کیپیسیٹینس میں کمی کے ساتھ ساتھ کم ہوتی ہے۔
• کم بقیہ اہلیت کے نتیجے میں موصلیت کی خراب کارکردگی ہوتی ہے۔

 

3. اوور وولٹیج کے اثرات

اوور وولٹیج تباہ کن ڈائی الیکٹرک خرابی کا براہ راست محرک ہے۔

 

چونکہ آپریٹنگ وولٹیج کے مربع کے ساتھ کپیسیٹر کی طاقت کا نقصان تقریباً بڑھ جاتا ہے، اس لیے طویل-مقامی اوور وولٹیج آپریشن ڈائی الیکٹرک ایجنگ اور اندرونی حرارت کو تیز کرتا ہے۔ دریں اثنا، سوئچنگ آپریشنز یا گرڈ میں خلل کی وجہ سے ہونے والے عارضی سرج وولٹیج ریٹیڈ وولٹیج سے کئی گنا تک پہنچ سکتے ہیں، جو ڈائی الیکٹرک پرت کو براہ راست پنکچر کرتے ہیں۔

 

IEEE تحقیق کے مطابق:

جب برقی میدان کی طاقت 10⁶ V/cm تک پہنچ جاتی ہے، تو اندرونی خارج ہونے کا امکان درجہ حرارت کے ساتھ تیزی سے بڑھ جاتا ہے۔

درجہ حرارت میں ہر 10 ڈگری اضافے پر، جزوی خارج ہونے کا امکان تقریباً دوگنا ہو جاتا ہے۔

 

کلیدی اثرات

• تیز رفتار خود کو ٹھیک کرنے کا استعمال-
• اندرونی درجہ حرارت میں اضافہ
• ڈائی الیکٹرک پنکچر
• تھرمل بھگوڑا
• اچانک تباہ کن ناکامی۔

 

4. ملٹی فزکس کپلنگ ایکسلریٹڈ ایجنگ میکانزم

انتہائی آپریٹنگ حالات کے تحت،دھاتی فلم کیپیسیٹرناکامیاں عام طور پر بجلی کے میدان، درجہ حرارت، نمی اور مکینیکل تناؤ کے درمیان باہمی تعامل کی وجہ سے ہوتی ہیں۔

 

4.1 الیکٹرک فیلڈ – ٹمپریچر کپلنگ

اعلی درجہ حرارت پولی پروپیلین (PP) فلم کی ڈائی الیکٹرک طاقت اور ڈائی الیکٹرک مستقل کو کم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں مقامی برقی فیلڈ میں اضافہ ہوتا ہے۔ برقی میدان میں اضافہ اندرونی بجلی کی کھپت اور درجہ حرارت کو مزید بڑھاتا ہے، مثبت فیڈ بیک لوپ بناتا ہے۔

یہ رجحان مقامی طور پر "گرم مقامات" پیدا کرتا ہے، جہاں درجہ حرارت کئی سو ڈگری سیلسیس تک بڑھ سکتا ہے، بالآخر ڈائی الیکٹرک فلم پگھلتا ہے اور تباہ کن خرابی کا باعث بنتا ہے۔

 

نتائج

• مقامی تھرمل حراستی
• جزوی خارج ہونے والے مادہ کی شدت
• فلم پگھلنا
• تھرمل بریک ڈاؤن کی ناکامی۔

 

4.2 درجہ حرارت – مکینیکل سٹریس کپلنگ

ایلومینیم میٹالائزیشن اور پولی پروپیلین ڈائی الیکٹرک فلم کے تھرمل ایکسپینشن گتانک نمایاں طور پر مختلف ہیں۔ درجہ حرارت سائیکلنگ کے دوران، کافی انٹرفیشل قینچ کا تناؤ پیدا ہوتا ہے۔

 

بار بار تھرمل سائیکلنگ کے حالات میں تناؤ کی سطح 50 MPa تک پہنچ سکتی ہے۔ ایک بار جب مادی تھکاوٹ کی حد سے تجاوز کر جاتا ہے، تو دھاتی تہہ میں مائکرو کریکس بن جاتے ہیں۔

 

ایک ہی وقت میں، بلند درجہ حرارت کو تیز کرتا ہے:

• دھاتی بازی
• آکسیکرن رد عمل
• ایلومینیم آکسائڈ پرت کی ترقی
• درجہ حرارت میں ہر 10 ڈگری اضافے پر آکسیکرن کی ترقی کی شرح تقریباً تین گنا بڑھ جاتی ہے۔

 

نتائج

• میٹالائزیشن کریکنگ
• ESR میں اضافہ
• کم برقی چالکتا
• تیز عمر بڑھنا

 

4.3 مکینیکل سٹریس کپلنگ

پی سی بی اسمبلی، نقل و حمل، کمپن، اور تنصیب کے دوران مکینیکل تناؤ بھی کیپسیٹر کی وشوسنییتا کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے۔

پی سی بی موڑنے کا تناؤ 2000 مائیکرو اسٹرین سے زیادہ، طویل مدتی وائبریشن یا امپیکٹ لوڈنگ کے ساتھ ساتھ:

• اندرونی فلم کریکنگ
• سولڈر مشترکہ تھکاوٹ
• ٹرمینل لاتعلقی
• پیکیج کی خرابی

 

یہ مکینیکل مائیکرو کریکس نمی کے داخل ہونے اور سنکنرن کے پھیلاؤ کے راستے بھی بن جاتے ہیں، جس سے الیکٹرو کیمیکل عمر میں مزید تیزی آتی ہے۔

 

نتائج

• اوپن-سرکٹ کی خرابی۔
• وقفے وقفے سے بجلی کا رابطہ
• نمی کی رسائی
• کم آپریشنل لائف ٹائم

 

5. مینوفیکچرنگ اور عمل کے نقائص

میٹالائزڈ فلم کیپسیٹرز میں ابتدائی ناکامی کا ایک اور اہم ذریعہ مینوفیکچرنگ کے نقائص ہیں۔

 

عام عمل سے متعلق خرابیوں میں شامل ہیں:{0}}

• خام مال میں نجاست
• ناہموار دھاتی پرت کی موٹائی
• ڈائی الیکٹرک فلم میں پن ہول کے نقائص
• نامکمل ویکیوم خشک کرنے اور dehumidification
• انکیپسولیشن کا ناقص معیار

 

یہ نقائص مقامی الیکٹرک فیلڈ کے ارتکاز پوائنٹس بناتے ہیں، جس سے آپریشن کے دوران جزوی خارج ہونے اور ڈائی الیکٹرک خرابی کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔

پیکیجنگ کے دوران متعارف کرائی جانے والی بقایا اندرونی نمی سروس کی زندگی کے ابتدائی مرحلے سے سنکنرن اور موصلیت کے انحطاط کو مزید تیز کرتی ہے۔

 

نتائج

ابتدائی-زندگی کی ناکامی۔

مقامی ڈائی الیکٹرک خرابی

کم وشوسنییتا

مختصر سروس کی زندگی

 

III، نتیجہ

کی وشوسنییتادھاتی فلم capacitorsبجلی کے دباؤ، ماحولیاتی حالات، تھرمل مینجمنٹ، مکینیکل لوڈنگ، اور مینوفیکچرنگ کوالٹی سے سخت متاثر ہے۔ تمام ناکامی کے میکانزم میں، الیکٹرو کیمیکل سنکنرن، بار بار خود کو ٹھیک کرنے کی کھپت، ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن، اور ملٹی فزکس کپلنگ اثرات طویل- مدت کی کارکردگی اور سروس کی زندگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل ہیں۔

 

کپیسیٹر کی وشوسنییتا اور آپریشنل لائف ٹائم کو بہتر بنانے کے لیے، درج ذیل اقدامات اہم ہیں:

• بہتر سگ ماہی اور نمی تحفظ
• مناسب تھرمل مینجمنٹ اور وینٹیلیشن
• اوور وولٹیج اور ہارمونک دبانا
• تنصیب کے دوران مکینیکل تناؤ میں کمی
• اعلی-معیاری ڈائی الیکٹرک فلم مینوفیکچرنگ اور انکیپسولیشن کے عمل

 

بہتر ڈیزائن، مواد کے انتخاب، اور ماحولیاتی تحفظ کے ساتھ، دھاتی فلم کیپسیٹرز جدید پاور الیکٹرانک سسٹمز میں نمایاں طور پر بہتر استحکام، حفاظت اور آپریشنل استحکام حاصل کر سکتے ہیں۔