Keuntungan terbesar dari kapasitor film organometalik adalah kemampuannya untuk memperbaiki diri sendiri, yang menjadikan kapasitor ini salah satu jenis kapasitor yang pertumbuhannya paling pesat saat ini.
Terdapat dua mekanisme berbeda untuk perbaikan diri pada kapasitor film metalisasi: satu adalah perbaikan diri pelepasan muatan; yang lain adalah perbaikan diri elektrokimia. Mekanisme pertama terjadi pada tegangan yang lebih tinggi, sehingga juga disebut sebagai perbaikan diri tegangan tinggi; karena mekanisme kedua juga terjadi pada tegangan yang sangat rendah, mekanisme ini sering disebut sebagai perbaikan diri tegangan rendah.
Pembuangan Cairan Penyembuhan Sendiri
Untuk mengilustrasikan mekanisme penyembuhan diri pelepasan muatan, anggaplah ada cacat pada lapisan organik di antara dua elektroda bermetal dengan resistansi R. Tergantung pada sifat cacat tersebut, dapat berupa cacat logam, semikonduktor, atau cacat isolasi yang buruk. Jelas, ketika cacat tersebut termasuk jenis yang pertama, kapasitor akan melepaskan muatannya sendiri pada tegangan rendah. Hanya dalam kasus terakhir, pelepasan muatan tegangan tinggi yang disebut demikian dapat menyembuhkan dirinya sendiri.
Proses penyembuhan diri pelepasan muatan adalah bahwa segera setelah tegangan V diterapkan pada kapasitor film metalisasi, arus ohmik I=V/R mengalir melalui cacat. Oleh karena itu, kerapatan arus J=V/Rπr² mengalir melalui elektroda metalisasi, yaitu, semakin dekat area tersebut ke cacat (semakin kecil r) dan semakin tinggi kerapatan arusnya di dalam elektroda metalisasi. Karena panas Joule yang disebabkan oleh konsumsi daya cacat W=(V²/R)r, resistansi R dari cacat semikonduktor atau isolasi menurun secara eksponensial. Oleh karena itu, arus I dan konsumsi daya W meningkat dengan cepat, akibatnya, kerapatan arus J1=J=V/πr¹² meningkat tajam di daerah di mana elektroda metalisasi sangat dekat dengan cacat, dan panas Joule-nya dapat melelehkan lapisan metalisasi di daerah tersebut, menyebabkan busur antara elektroda muncul di sini. Busur tersebut dengan cepat menguap dan membuang logam cair, membentuk zona isolasi tanpa lapisan logam. Busur api padam dan penyembuhan diri tercapai.
Akibat panas Joule dan busur yang dihasilkan dalam proses penyembuhan diri pelepasan muatan, dielektrik di sekitar cacat dan area isolasi permukaan dielektrik pasti akan rusak akibat kerusakan termal dan listrik, sehingga terjadi dekomposisi kimia, penguapan dan karbonisasi, bahkan kerusakan mekanis.
Dari uraian di atas, untuk mencapai penyembuhan diri pelepasan yang sempurna, perlu dipastikan lingkungan lokal yang sesuai di sekitar cacat, sehingga desain kapasitor film organik yang dimetalisasi perlu dioptimalkan untuk mencapai medium yang wajar di sekitar cacat, ketebalan lapisan metalisasi yang sesuai, lingkungan kedap udara, dan tegangan serta kapasitas inti yang sesuai. Yang disebut penyembuhan diri pelepasan yang sempurna adalah: waktu penyembuhan diri sangat singkat, energi penyembuhan diri kecil, isolasi cacat yang sangat baik, tidak ada kerusakan pada dielektrik di sekitarnya. Untuk mencapai penyembuhan diri yang baik, molekul film organik harus mengandung rasio atom karbon terhadap hidrogen yang rendah dan jumlah oksigen yang moderat, sehingga ketika dekomposisi molekul film terjadi dalam pelepasan penyembuhan diri, tidak ada karbon yang dihasilkan dan tidak ada pengendapan karbon yang terjadi untuk menghindari pembentukan jalur konduktif baru, tetapi lebih tepatnya CO2, CO, CH4, C2H2 dan gas lainnya dihasilkan untuk memadamkan busur dengan peningkatan gas yang tajam.
Untuk memastikan bahwa media di sekitar cacat tidak rusak saat proses perbaikan sendiri, energi perbaikan sendiri tidak boleh terlalu besar, tetapi juga tidak terlalu kecil, agar lapisan metalisasi di sekitar cacat dapat dihilangkan, sehingga terbentuk zona isolasi (resistansi tinggi), dan cacat akan terisolasi, untuk mencapai perbaikan sendiri. Jelas, energi perbaikan sendiri yang dibutuhkan sangat berkaitan dengan logam lapisan metalisasi, ketebalan, dan lingkungan. Oleh karena itu, untuk mengurangi energi perbaikan sendiri dan mencapai perbaikan sendiri yang baik, metalisasi film organik dengan logam titik leleh rendah dilakukan. Selain itu, lapisan metalisasi tidak boleh terlalu tebal dan tipis, terutama untuk menghindari goresan, jika tidak, area isolasi akan menjadi bercabang dan gagal mencapai perbaikan sendiri yang baik. Kapasitor CRE semuanya menggunakan film yang teratur, dan pada saat yang sama manajemen inspeksi material masuk yang ketat, memblokir film yang cacat di pintu masuk, sehingga kualitas film kapasitor sepenuhnya terjamin.
Selain penyembuhan diri akibat pelepasan muatan, ada mekanisme lain yaitu penyembuhan diri elektrokimia. Mari kita bahas mekanisme ini di artikel selanjutnya.
Waktu posting: 18 Februari 2022
