1.¿Cómo se forma el óxido de zinc?
Conductividad del zinc puro: el zinc metálico es un buen conductor, con una conductividad de aproximadamente 27 % -29 % la del cobre recocido estándar (IACS). Si bien no es tan bueno como el cobre y el aluminio, aún ofrece buena conductividad.
Características del óxido de zinc: cuando la superficie de una bobina galvanizada se oxida, se forma una fina película de óxido de zinc (ZnO). El óxido de zinc es un semiconductor-de banda prohibida amplia con una resistividad mucho mayor que la del zinc metálico.
Resistividad del zinc metálico: aproximadamente 5,9×10⁻⁸ Ω·m
Resistividad del óxido de zinc: puede alcanzar de 10⁻³ a 10⁵ Ω·m, o incluso superior (dependiendo de la pureza y la estructura), millones o incluso miles de millones de veces mayor que la del zinc metálico.
Esta fina película de óxido de zinc agrega efectivamente una capa de alta-resistencia en serie con la ruta conductora, lo que reduce la conductividad general.
2. ¿De qué depende el alcance del impacto?
Oxidación leve (p. ej., "óxido blanco"):
La película de óxido resultante suele ser delgada, porosa y suelta.
Impacto: El efecto sobre la conductividad es relativamente mínimo, ya que los electrones aún pueden transmitirse fácilmente a través de pequeños poros o puntos débiles de la película (efecto túnel). En muchas aplicaciones donde la conductividad no es crítica, este efecto puede ignorarse.
Oxidación severa:
La película de óxido se vuelve más espesa y densa, e incluso puede formar productos de corrosión más complejos, como el carbonato de zinc.
Impacto: La conductividad eléctrica disminuye significativamente. La gruesa y densa capa aislante impide considerablemente el paso de la corriente. En este caso, es posible que la bobina galvanizada ya no sea adecuada para aplicaciones que requieren una alta conductividad.
3. ¿Cómo se compara la conductividad de diferentes estados de superficie?
Recubrimiento de zinc intacto: Buena conductividad eléctrica; El zinc metálico en sí es un buen conductor.
Ligera oxidación (óxido blanco fino): Conductividad eléctrica ligeramente reducida; La película aislante de óxido de zinc es delgada y porosa, lo que permite la penetración de electrones.
4. ¿Cuáles son las precauciones en la aplicación práctica?
Sistemas de puesta a tierra: Esta es la aplicación conductiva más común. El acero galvanizado se utiliza comúnmente para electrodos y rejillas de puesta a tierra. Las normas exigen una resistencia a tierra suficientemente baja. Una oxidación severa del recubrimiento de zinc aumenta la resistencia de contacto entre el electrodo de tierra y el suelo, lo que afecta el flujo de corriente. Por lo tanto, durante la instalación, evite el uso de material galvanizado muy oxidado o límpielo antes de su uso.
Conexiones eléctricas: si se utiliza una bobina galvanizada como parte de un conductor y se realiza una conexión eléctrica (como un perno engarzado) sobre una superficie oxidada, la capa de óxido crea una interfaz de alta-resistencia, lo que provoca sobrecalentamiento y potencialmente fallas. Por lo tanto, las conexiones eléctricas se deben raspar o pulir minuciosamente para exponer el sustrato de acero brillante y se debe aplicar una pasta conductora adecuada para garantizar un buen contacto eléctrico.
Componentes como condensadores e inductores: en estas aplicaciones, a veces se utiliza tira de acero galvanizado como carcasa o componente estructural. Si bien una oxidación leve generalmente tiene poco impacto en el rendimiento general, merece una evaluación si forma parte del camino actual.
5. ¿Cómo afecta la oxidación a la conductividad eléctrica?
Conclusión: La oxidación superficial de bobinas galvanizadas reduce su conductividad eléctrica al formar una capa de óxido de zinc con una resistividad extremadamente alta.
Grado de impacto: Depende del grado de oxidación. La oxidación leve tiene poco efecto, mientras que la oxidación severa puede degradar significativamente la conductividad.
Contramedidas:
Almacenamiento: Almacenar adecuadamente en un ambiente húmedo para evitar la oxidación.
Inspección previa-al uso: evite el uso de materiales muy oxidados para aplicaciones conductoras.
Preparación de la conexión eléctrica: cuando se requieran conexiones eléctricas, la capa de óxido de la superficie y el revestimiento deben eliminarse completamente para garantizar el contacto directo de metal-con-metal.