הנוכחות של בועות בשמן סיליקון דל-מימן במהלך השימוש היא בעיה נפוצה אך בלתי נמנעת, במיוחד ביישומים בדרגת-חלל שבהם האמינות היא מעל הכל. בועות עלולות להשפיע קשות על הביצועים, ויש לנתח באופן שיטתי את הסיבה העיקרית שלהן ולחסל לחלוטין.
הסכנות של בועות
ביישומי חלל, הנוכחות של בועות היא קטלנית:
משפיעות על סיכה וביצועים מכניים: בנקודות שימון, בועות עלולות לגרום לסרטי שמן לא רציפים, וכתוצאה מכך "חיכוך יבש" והתחממות יתר מקומית, בלאי מוגבר ואפילו תפיסת חלקים נעים.
הפחתת חוזק דיאלקטרי: בעוד שבועות עצמן הן מבודדות מצוינות, נוכחותן מפחיתה משמעותית את החוזק הדיאלקטרי הכולל של שמן סיליקון, מה שעלול לגרום לפריקה מקומית או להתמוטטות חשמלית, מאיימת על מערכות אלקטרוניות של חללית.
שינוי תכונות פיזיקליות: בועות יכולות לשנות באופן משמעותי את נפח ודחיסת שמן סיליקון, ולהשפיע על הדיוק והיציבות שלו כנוזל שיכוך או כאמצעי העברת לחץ.
מעגל קסמים בסביבות ואקום: בוואקום של החלל, גזים נגררים במהירות, גורמים לא רק לזיהום בתפזורת אלא גם להרתחה ולריסוס שמן הסיליקון, מה שמוביל לכשל מוחלט בביצועים.
סיבות ופתרונות עיקריים ליצירת בועות
המפתח לפתרון בעיות בועה טמון ב"מניעה ראשית, חיסול שני".
1. סחיטה אווירית במהלך הפעולה (הובלה מכנית)
סיבה: זוהי הסיבה השכיחה ביותר. ערבוב נמרץ, מזיגה, מילוי, ובעיקר שאיבה, יכולים בקלות לסחוב אוויר, ולגרום לו להתחכך ולהתפזר לבועות זעירות, שאותן ניתן לערבב לתוך שמן הסיליקון הצמיג.
פִּתָרוֹן:
ייעול הליכי הפעולה: אמצו שיטות ערבוב ומילוי איטיות ויציבות. הימנע ממזיגה מגובה רב. מומלץ להשתמש בצנתר להזרקה איטית לאורך דופן המיכל.
השתמש בציוד מיוחד: השתמש בציוד למילוי ואקום. במהלך תהליך המילוי, יש לפנות בו-זמנית את מיכל אגירת השמן ואת הרכיבים למילוי (כגון תיבות הילוכים ובולמים). המילוי הושלם בלחץ שלילי, מה שמבטל ביסודו את לכידת האוויר.
תכנן נתיבי זרימה נכונים: יש לתכנן את מערכת הצנרת כך שתזרום בצורה חלקה, תוך הימנעות מכיפופים חדים ואזורים צרים כדי למזער מערבולות.
2. עקבו אחר לחות ותרכובות רותחות-נמוכות בחומר או במיכל
סיבה: שמן הסיליקון עצמו עשוי להכיל כמויות עקבות של לחות, או לחות עשויה להיספג על משטחי המיכלים והכלים. בתנאי ואקום או טמפרטורה גבוהה, הלחות והתרכובות הנמוכות -מתאדות ויוצרות בועות זעירות רבות.
פִּתָרוֹן:
טפל- מראש בשמן הסיליקון: לפני השימוש, שאבו-ואקום את שמן הסיליקון. הנח את שמן הסיליקון בתנור ייבוש בוואקום בטמפרטורה גבוהה (למשל, 80-100 מעלות, מתחת לנקודת ההבזק שלו) ובוואקום גבוה למשך מספר שעות כדי להסיר לחלוטין גזי קורט מומסים ומובלים, לחות ורכיבים נדיפים.
הקפידו על סביבה יבשה וכלים: יש לייבש היטב בתנור את כל המיכלים, הכלים והרכיבים הבאים במגע עם שמן הסיליקון להסרת מים נספגים. סביבת ההפעלה צריכה לשמור על לחות נמוכה.
3. יצירת גז תגובה כימית
סיבה: למרות ששמן סיליקון נמוך ב-מימן הוא יציב מבחינה כימית, בתנאים קיצוניים (כגון טמפרטורות גבוהות או בנוכחות זיהומים מתכתיים), קשר ה-Si-H עלול להגיב עם כמויות של מים או חמצן, וליצור מימן.
≡Si-H + H₂O → ≡Si-OH + H₂↑
≡Si-H + O₂ → ... → עלול להתרחש יצירת גז
פִּתָרוֹן:
שליטה קפדנית על טוהר חומרי הגלם: השתמש בשמן סיליקון בדרגה גבוהה-בשטח טוהר-.
הימנע מזיהום: הקפד על סביבת עבודה נקייה ומניעת מגע עם כימיקלים שאינם תואמים (חומצות חזקות, בסיסים חזקים וזרזים מסוימים). יש לבודד בקפדנות את הנוזל מאוויר ולחות במהלך האחסון והטיפול.
בחר חומרים מתאימים: הימנע משימוש במתכות כגון נחושת ואבץ שעלולות לזרז תגובות של קשרי Si-H כחלקי מגע או מיכלים.
עיבוד אחר-: אם כבר נוצרו בועות
אם כבר קיימות בועות בשמן סיליקון, אסור להשתמש בו ישירות ברכיבי חלל. יש צורך בעיבוד מחדש:
עמידה: לבועות גדולות יותר, אפשר להגיע להן לאט לעלות ולהתפוצץ בעמידה ממושכת. עם זאת, שיטה זו אינה יעילה ואינה יעילה עבור בועות קטנות יותר.
