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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 功能材料 » 前沿熱點 » 如此之薄卻不會破
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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
太陽系系主任
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如此之薄卻不會破 已有2人參與
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如此之薄卻不會破 2011/10/27 00:00 本文要介紹的可不是0.02mm厚的“超薄”安全套（盡管這種技術也十分了不起）。而是不久前《日經汽車技術》7月號刊登的、配備在混合動力車（HEV）等的逆變器上使用的日本指月電機公司的薄膜電容器。這是以約30km/h的時速將厚度為3μm（0.003mm）左右的“超薄”薄膜卷繞數(shù)千次制造而成的。 目前HEV等的逆變器所使用的平滑電容器中主流是薄膜電容器。作為大容量電容器，鋁電解電容器因價格便宜得到了廣泛使用（第一代“普銳斯”采用的就是這種產品），但如果用于需要在數(shù)十kHz頻率下接通或斷開100A以上電流的HEV，鋁電解電容器的響應性較低，離子出入時間較長，因此額定容量需要高出很多，達到1萬μF左右（而且HEV逆變器的輸出功率還在不斷提高）。 薄膜電容器的響應性優(yōu)于鋁電解電容器。原因是，薄膜可使用耐壓與頻帶較高、ESR（等效串聯(lián)電阻）較低的PPC（聚丙烯）材料制造。盡管1法拉的成本高于鋁電解電容器，但實際使用容量只有500～1000μF，因此可在成本上與鋁電解電容器競爭。 薄膜電容器使用的薄膜越薄，性能就越高。這是因為，需要在薄膜上蒸鍍金屬電極之后，將其卷繞起來制成電容器元件，薄膜越薄，電極間的距離就越短，容量也就越大。當然，要擴大容量，必須先增加薄膜的卷繞次數(shù)。所以快速卷繞薄膜的技術不斷被開發(fā)出來。 當然，光靠卷繞薄膜，并不能制成電容器。在不損傷薄膜的情況下進行卷繞就已經很困難，更何況還要一邊在真空狀態(tài)下在薄膜的一個面上蒸鍍鋅（Zn）及鋁（Al）等金屬一邊卷繞薄膜，而且必須以均勻的厚度蒸鍍金屬。如果厚度不均就會影響耐熱性。實際制造時，對薄膜施加了不會對其造成損傷的壓力，并將其貼在冷卻后的金屬滾筒上，一邊蒸鍍一邊讓滾筒高速旋轉來卷繞薄膜。 指月電機的技術是通過一邊以各種傳感器監(jiān)控滾筒上的薄膜壓力、溫度及表面狀況等數(shù)值，一邊對滾筒的旋轉速度及貼膜角度等進行最佳控制來實現(xiàn)的�？胺Q達到了藝術的境界。指月電機目前正考慮使用厚度更薄的2.3μm薄膜。厚度究竟會減薄到什么程度呢？這正是筆者希望各位讀者關注之處。（記者：清水 直茂，《日經汽車技術》） ■日文原文 こんなに薄いのに破れない |
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