რა არის საფარის მეთოდების შერჩევა?

რა არის საფარის მეთოდების შერჩევა?

დაფარვის მრავალი მეთოდი არსებობს. ჩაღრმავებული საფარის მეთოდებს მიეკუთვნება ჩაღრმავება, რულონური საფარი, დანის დაფარვა და მავთულის-დახვეული ღეროების საფარი და ა.შ. წინასწარ განსაზღვრული რაოდენობის დაფარვის მეთოდები მოიცავს სლაიდ საფარს, სლოტის-საფარს, ექსტრუზიის დაფარვას და ფარდის დაფარვას და ა.შ. ზემოთ უკვე განვიხილეთ დაფარვის რამდენიმე მეთოდი. ქვემოთ მოკლედ წარმოგიდგენთ საფარის სხვა მეთოდებს.

ჩაღრმავება არის საფარის მეთოდი, რომლის დროსაც ქსელი განუწყვეტლივ ჩაეფლო და იხსნება შლამის ავზში, და ჭარბი შლამი უკან მიედინება ავზში, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5-89. ჩაღრმავებული საფარი, როგორც წესი, ორმაგი-დაფარულია, ამიტომ ქსელის წევის მიმართულება, როგორც წესი, პერპენდიკულარულია თხევადი ზედაპირის მიმართ, რათა უზრუნველყოს, რომ საფარის სისქე ქსელის ორივე მხარეს არის თანმიმდევრული. ჩვეულებრივ, საფარის სისქე დამოკიდებულია სიბლანტეზე, სიმკვრივეზე, ხაზის სიჩქარეზე და ამოღების კუთხეზე. შლაპის საფარის სისქე ვებ ზედაპირზე ხდება სქელი, როგორც სქელი სიბლანტე და საფარის სიჩქარე იზრდება. რა თქმა უნდა, დიპლომატიური საფარი ასევე შესაფერისია რთული სამუშაო ნაწილების წყვეტილი მუშაობისთვის, მაგრამ როდესაც გამხსნელის აორთქლების სიჩქარე სწრაფია, იქნება ნაკადი.

Fig 5-89 Dip Coating Method

დანის დაფარვა არის დაფარვის მეთოდი, რომელიც იყენებს დანას, რათა შეამციროს საფენის საფარის სისქე საფარზე ან ქსელზე მითითებულ სისქემდე, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5-90. მათ შორის, ჰაერის-დანის საფარის საფარის სისქე და საფარის წონა დამოკიდებულია ჰაერის-დანის წნევაზე და ჰაერის ნაკადის სიჩქარეზე და განსაკუთრებით შესაფერისია დაბალი-სიბლანტის ან საშუალო{5}}დაბალი-სიბლანტის-წყლიანი ჭურვების დასაფარავად. ორგანულ გამხსნელებზე დაფუძნებული ხსნარის გამოყენებისას სიფრთხილე უნდა იქნას მიღებული, რათა თავიდან იქნას აცილებული ფეთქებადი ნარევების წარმოქმნა დიდი რაოდენობით ჰაერიდან და აალებადი გამხსნელის ორთქლიდან.

Fig 5-90 Blade Coating

ფარდის საფარი არის დაფარვის მეთოდი, რომლის დროსაც ნალექი ამოღებულია ჭრილიდან და ეცემა პირდაპირ გაშვებულ ქსელზე თხევადი ფარდის სახით. ის მიეკუთვნება წინასწარ დაყენებულ რაოდენობის დაფარვის მეთოდს, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5-91. იმის გამო, რომ ექსტრუზიის ტუჩსა და ქსელს შორის მანძილი დიდია და ფარდაზე ჰაერის ბუშტი არ არის, მას აქვს გამორჩეული უპირატესობები ისეთი დეფექტების აღმოსაფხვრელად, როგორიცაა სიმებიანი და ნაკაწრები. ფარდის უფრო დიდი კინეტიკური ენერგიის გამო, ის ხელს უწყობს მენსკუსის სტაბილიზაციას, ამიტომ შესაძლებელია უფრო მაღალი დაფარვის სიჩქარის მიღწევა. ხაზის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 100 მ/წთ-ზე მეტს და სულ უფრო მეტად გამოიყენება ბატარეის მაღალი სიზუსტის საფარის გადაწყვეტილებებში.

Figure 5-91 Falling curtain coating; Figure 5-92 Wire rod coating

მავთულის-დახვეული ღეროების საფარი არის დაფარვის მეთოდი, რომელიც იყენებს მავთულის-ჭრილობის გამრიცხველიან ღეროს რბილ ქსელზე სითხის თანაბრად დასაფარად, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5-92. მავთულის-დახვეული ღერო დამზადებულია მჭიდროდ შემოხვეული გაპრიალებული უჟანგავი ფოლადის მავთულით ღეროს გარშემო. მავთულის-დაჭრილ ღეროს ასევე უწოდებენ საფარველს ან დოქტორს. როდესაც გრაგნილი მავთული ძალიან თხელია, საფარის სისქის სიზუსტე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე მიკრონს. იმის გამო, რომ დაბალი-სიბლანტის სითხე ადვილად მიედინება ჭრილობის ლითონის მავთულზე, იგი შესაფერისია დაბალი სიბლანტის სითხეების დასაფარად. სპეციალური საფარის ღეროების გამოყენებით, საფარის სიბლანტე შეიძლება იყოს შედარებით მაღალი, ხოლო საფარის სისქემ შეიძლება მიაღწიოს 225 მკმ-ს. ღეროების დაფარვის სიჩქარე ზოგადად შემოიფარგლება 304 მ/წთ.

საფარის მეთოდის შერჩევა არის სისტემატური პროექტი მრავალი ფაქტორით გასათვალისწინებელი. ქვემოთ მოცემულია ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც გასათვალისწინებელია საფარის მეთოდის არჩევისას:

დაფარვის მეთოდების უმეტესობა შესაფერისია ერთი ფენის დასაფარად, ხოლო მეორე ფენა დაფარულია წინა ფენის გაშრობის შემდეგ. ზოგიერთ მეთოდს შეუძლია ერთდროულად რამდენიმე ფენის დაფარვა, მაგალითად, სლაიდ საფარი, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად მინიმუმ 9 ფენის დაფარვა ფერადი ფირის საფარით. ფარდის საფარის საფარის თავი არის სლაიდის საფარის თავი, და საფარის ფენა ასევე მიედინება ქვემოთ კიდეზე, ასე რომ, მრავალშრიანი საფარი ასევე შეიძლება განხორციელდეს. სლოტის-საფენის საფარი და ექსტრუზიის საფარი ჩვეულებრივ ასრულებს ერთ-დაფარვას, მაგრამ მათ ასევე შეიძლება ჰქონდეთ ორი ან სამი ექსტრუზიის სლოტი მრავალშრიანი საფარისთვის, რომელიც ფართოდ არის საჭირო ლითიუმის-იონური ბატარეების მწარმოებლების მიერ.

მავთულის-დახვეული ღეროს საფარი შესაფერისია თხელი-ფენის საფარისთვის; ექსტრუზიის საფარი, საპირისპირო რულონური საფარი და ფარდის საფარი შესაფერისია სქელი საფარისთვის, რომელიც შეიძლება მიაღწიოს 400-750 μm. ზოგადად, რაც უფრო თხელია საფარი, მით უფრო დიდია საფარის სირთულე. უნდა აღინიშნოს, რომ აქ ნახსენები სისქე არის სველი საფარის სისქე, ხოლო განსხვავება მშრალ და სველ საფარს შორის ძალიან დიდია.

სიბლანტე და ვისკოელასტიურობა არის ფიზიკური სიდიდეები, რომლებიც ასახავს რეოლოგიურ თვისებებს. საფარის თითოეულ მეთოდს აქვს შესაბამისი სიბლანტისა და ათვლის სიჩქარის გარკვეული დიაპაზონი. შპრიცის სიბლანტე საუკეთესოდ შეირჩევა საფარის ათვლის სიჩქარით გაზომილი სიბლანტის მიხედვით, რადგან სიბლანტე იცვლება ათვლის სიჩქარესთან ერთად. ლითიუმის ბატარეის ხსნარის ფორმულირებისთვის, რომელიც მოწოდებულია ლითიუმის-იონური ბატარეის მასალების წამყვანი მომწოდებლების მიერ, სიბლანტის ზუსტი კონტროლი გახდა პროცესის სტაბილურობის ძირითადი ფაქტორი. თუმცა, წინასწარ განსაზღვრული მოცულობის დაფარვის პროცესში, ათვლის სიჩქარე, რომელსაც ჩვეულებრივ ექვემდებარება ნალექი, ძალიან მაღალია, ამიტომ ძნელია ამხელა ათვლის სიჩქარის მიღწევა მიმდინარე ხელსაწყოებით, ამიტომ სიბლანტის შეფასება უხეშია და საბოლოოდ ექსპერიმენტული შედეგები ჭარბობს. მიუხედავად იმისა, რომ ვისკოელასტიურობა ძალიან მნიშვნელოვანია, ძნელია პროგნოზირება. ზოგიერთი ვისკოელასტიურობა ხელს უწყობს გარკვეული საფარის მუშაობის გაუმჯობესებას, მაგრამ მაღალმა ვიზოელასტიურობამ შეიძლება გამოიწვიოს დაგვიანებული გადაწევის დეფექტები.

ზუსტი სლოტის-საფენის საფარი, სლაიდის საფარი და ფარდის საფარი აქვს საფარის უფრო მაღალი სიზუსტე, ხოლო დაფარვის სხვა მეთოდების სიზუსტე დამოკიდებულია სითხის თვისებებზე, ლილვაკის გეომეტრიაზე, ბრუნვის სიჩქარეზე და სხვა ფაქტორებზე. საფარის ყველა მეთოდს აქვს საფარის ფართო დიაპაზონი, რაც დამოკიდებულია საფარის მოწყობილობის სტრუქტურასა და მუშაობის რეჟიმზე. მხოლოდ ბატარეის ელექტროდის საფარის აღჭურვილობის ძალიან წვრილად ოპტიმიზაციით შეიძლება კარგი დაფარვის შედეგების მიღება.

ვებ შეიძლება იყოს არა-გამტარი ან გამტარი. გამტარი ქსელისთვის, ფორები შეიძლება დაიხუროს დაფარვის წინ. ასევე აუცილებელია გავითვალისწინოთ უხეშობა და ზედაპირული დაძაბულობა ქსელში. შლაპის ზედაპირული დაძაბულობა უნდა იყოს უფრო დაბალი ვიდრე ქსელის.

საფარის სიჩქარე დაკავშირებულია წარმოების ეფექტურობასთან. როდესაც ეს შესაძლებელია, რაც უფრო მაღალია საფარის სიჩქარე, მით უკეთესი. საფარის ყველა მეთოდს აქვს დაფარვის სიჩქარის შეზღუდვები, მაგრამ ზოგიერთი მეთოდი უკეთესია მაღალი-დაფარვისას. ფარდის დაფარვა მოითხოვს მინიმალურ ნაკადს, რათა უზრუნველყოფილი იყოს, რომ ფარდა არ იშლება, ამიტომ მაღალი-დაფარვა შეუძლებელია, როდესაც ფენა თხელია. სლაიდ საფარში, როდესაც დაფარვის ფენა ძალიან თხელია, საფარი არასტაბილური იქნება. უფრო მაღალი სიჩქარე და სქელი საფარის ფენა ხელს უწყობს საფარის არასტაბილურობის თავიდან აცილებას. ანალოგიურად, გლუვი და არაგამტარი ქსელი შეიძლება დაიფაროს უფრო მაღალი სიჩქარით. საფარის სიჩქარე ასევე დაკავშირებულია საშრობი მონაკვეთის სიგრძესთან. რაც უფრო გრძელია გაშრობის განყოფილება, მით უფრო ხელსაყრელია გაშრობის სიჩქარის გაზრდა.

საფარის მეთოდები და მათი გამოსაყენებელი დიაპაზონი ნაჩვენებია ცხრილში 5-6.

კატეგორია	დაფარვის მეთოდი	ჭრის სიჩქარე /წმ-1	სიბლანტე /Pa·s	სველი სისქე / μm	საფარის სიზუსტე /%	მაქსიმალური სიჩქარე /(მ/წთ)	ვებ უხეშობის გავლენა
ნიველირება	ნიველირება	0.01-0.10	-	-	-	-	-
	საჰაერო დანა	-	0.005-0.5	2-40	5	500	მაღალი
	მავთულის-დაჭრილი ღეროს საფარი	-	0.02-1	5-50	10	250	მაღალი
ერთი ფენა	დანის საფარი	1000-10000	0.5-40	1-30	-	1500	მაღალი
		20-40000
	საპირისპირო როლი საფარი	100-10000	0.1-50	5-400	5	300	უმნიშვნელო
		1000-100000
	სლოტის-საფენი	3000-100000	0.005-20	15-250	2	400	უმნიშვნელო
	ექსტრუზიის საფარი	-	50-5000	15-750	5	700	-
მრავალშრიანი	სლაიდის საფარი	1000-10000	0.005-0.5	15-250	2	300	უმნიშვნელო
		3000-12000
	ფარდის საფარი	1000-10000	0.005-0.5	2-500	2	300	უმნიშვნელო

ლითიუმის-იონური ბატარეის ელექტროდის ფურცლების დაფარვის მეთოდები ძირითადად არის რულონური საფარი და ექსტრუზიის საფარი. საპირისპირო რულონური საფარი მოითხოვს უფრო მაღალ ათვლის სიჩქარეს, შესაფერისია ოდნავ უფრო მაღალი სიბლანტის მქონე ხსნარისთვის, იღებს სქელ საფარის ფირის და საფარის კარგ ხარისხს და ამჟამად ყველაზე ხშირად გამოყენებული საფარის მეთოდია ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის. ექსტრუზიის საფარი წარმოადგენს შედარებით მოწინავე საფარის ტექნოლოგიას ინდუსტრიაში. დაფარვის დროს თხრილზე ექვემდებარება გარკვეული წნევა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო მაღალი სიბლანტის ნამცხვრის დასაფარავად. მიღებულ ელექტროდის ფურცელს აქვს უფრო მაღალი სიზუსტე და დაფარვის სწრაფი სიჩქარე. ლითიუმის ბატარეის ტექნოლოგიის უწყვეტი განვითარებისა და ლითიუმის-იონური ბატარეების მწარმოებლების მხრიდან უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივისა და კონსისტენციის მოთხოვნის მზარდი მოთხოვნის გამო, შემდგომში უფრო ფართოდ გამოყენებული იქნება ექსტრუზიის საფარი, რომელიც მხარდაჭერილია-{9}-ბატარეის ელექტროდის დაფარვის თანამედროვე აღჭურვილობით და მაღალი{11}}სიზუსტის ბატარეის საფარის ხსნარებით{1 გენის წარმოებაში{2}}.