موضوع مقاله: سیم روکش‌شیشه‌ای | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سیم روکش‌شیشه‌ای | مقدمه: سیم روکش‌شیشه‌ای رشته‌ای باریک فلزی با قطری در حد چند میکرومتر است که با پوششی از شیشه پوشانده شده‌است. | ## بخش 1: سیم روکش‌شیشه‌ای | این سیم‌ها از راه فرایندی به نام «تیلور-اولیتوفسکی» تولید می‌شوند که نخستین بار در سال ۱۹۲۴ به دست جی.اف. قطر هستهٔ فلزی این سیم‌ها از ۱ تا ۱۲۰ میکرومتر متغیر است و ضخامت پوشش شیشه‌ای آن‌ها چند میکرومتر است. سیم‌های روکش‌شیشه‌ای به دلیل ویژگی‌های مغناطیسی، حرارتی و الکتریکی ویژه‌شان کاربردهای گسترده‌ای در صنایع پزشکی، خودروسازی، الکترونیک و امنیتی دارند. از جمله فلزاتی که با این روش به سیم ریز تبدیل شده‌اند می‌توان به مس، نقره، طلا، آهن، پلاتین و آلیاژهای گوناگون اشاره کرد. حتی امکان تولید هسته‌های از جنس فلز شیشه‌ای (فلز آمورف) نیز با این فرایند فراهم شده‌است. فرایند تولید روش تیلور-اولیتوفسکی در فرایند تیلور-اولیتوفسکی، فلز موردنظر درون یک لولهٔ شیشه‌ای (معمولاً از جنس بوروسیلیکات) قرار می‌گیرد که یک سر آن بسته‌است. سر بستهٔ لوله تا دمایی گرم می‌شود که شیشه نرم شود و فلز درون آن به حالت مذاب درآید؛ سپس شیشهٔ نرم‌شده کشیده می‌شود تا لولهٔ مویینی باریکی با هستهٔ فلزی پدید آید. یکی از چالش‌های اصلی این فرایند هماهنگ‌سازی دمای ذوب فلز و دمای نرم‌شدن شیشه است. جریان پیوستهٔ فلز مذاب باید هم‌زمان با شیشه در دمای یکسانی پردازش شود؛ در غیر این صورت ناهمگنی در ویژگی‌های سیم رخ می‌دهد. به همین دلیل فلزاتی با دمای ذوب بسیار بالا به‌سختی قابل بهره‌گیری هستند، مگر آنکه از دستگاه‌هایی با محفظه‌های گرمایش جداگانه برای شیشه و فلز بهره گرفته شود. | ## بخش 2: سیم روکش‌شیشه‌ای | سرعت کشش سیم نیز باید ثابت باشد؛ نوسان در سرعت کشش موجب تغییر در ضخامت سیم می‌شود. همچنین سیم تولیدشده باید در محیطی پایدار سرد شود که معمولاً با عبور از جریان آب یا روغن خنک‌شده انجام می‌گیرد. در حدود دههٔ ۱۹۵۰ میلادی، فرایند تیلور-اولیتوفسکی به شیوهٔ تغذیهٔ پیوسته تبدیل شد تا امکان تولید انبوه فراهم گردد. روش آدار-بولوتینسکی فرایند تیلور-اولیتوفسکی اگرچه در محیط‌های دانشگاهی موفقیت‌آمیز بود، هرگز برای تولید انبوه صنعتی تکرارپذیر نشد. با این فرایند ویژه می‌توان سیم مسی مرکب (با پوشش نازک شیشه‌ای و هستهٔ مسی نرم) ساخت. مقاومت ۱ متر سیم (اُهم) قطر بیرونی (میکرومتر) ۱۵۰۰۰ ± ۲۵۰۰ ۱۴ ۱۱۰۰۰ ± ۱۵۰۰ ۱۶ ۸۰۰۰ ± ۱۵۰۰ ۱۷ ۵۵۰۰ ± ۱۰۰۰ ۱۸ ۴۰۰۰ ± ۵۰۰ ۲۰ ویژگی‌ها ریزساختار و خواص مغناطیسی سیم روکش‌شیشه‌ای تمام ویژگی‌های مادی خود را از ریزساختارش دریافت می‌کند و ریزساختار نیز وابسته به سرعت سردشدن سیم است. سرعت سردشدن در این فرایند می‌تواند به ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ کلوین بر ثانیه برسد که همین امر تولید هسته‌های فلز شیشه‌ای (آمورف) را ممکن می‌سازد. ویژگی‌های مغناطیسی سیم‌های روکش‌شیشه‌ای به‌طور چشمگیری با سیم‌های آمورف و سیم‌های کشیده‌شدهٔ سرد تفاوت دارد که ناشی از تنش‌های درونی متفاوت در سیم است. آلیاژهای غنی از آهن (Fe-rich) نسبت به آلیاژهای غنی از کبالت (Co-rich) معمولاً برتری دارند؛ زیرا هم ارزان‌ترند و هم خواص مغناطیسی بهتری از خود نشان می‌دهند. نرمی مغناطیسی آلیاژهای غنی از آهن را می‌توان با بازپخت (آنیلینگ) تحت تنش مکانیکی بهبود بخشید. | ## بخش 3: سیم روکش‌شیشه‌ای | آهنرباهای نرم فقط هنگام عبور جریان الکتریکی خاصیت مغناطیسی دارند و در رایانه‌ها و تجهیزات الکترونیکی برای کنترل جریان به کار می‌روند. در مقابل، آهنرباهای سخت بدون نیاز به جریان خارجی مغناطیسی باقی می‌مانند و در دستگاه‌هایی مانند ژنراتور سنکرون خودرو کاربرد دارند. پایداری حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی پوشش شیشه‌ای پایداری حرارتی سیم را بهبود می‌بخشد. این سیم‌ها تا زمانی پایدار می‌مانند که شیشه (در این مورد پایرکس/بوروسیلیکات) شروع به نرم‌شدن نکرده باشد. پایرکس معمولاً در حدود ۶۷۳ کلوین نرم می‌شود؛ بنابراین سیم‌های روکش‌شیشه‌ای را می‌توان در سامانه‌های سرمایشی یا گرمایشی که دمای کار آن‌ها زیر ۶۷۳ کلوین است به کار برد. کاربردها سیم‌های ریز روکش‌شیشه‌ای کاربردهای گوناگونی دارند: قطعات ریز الکتریکی: سیم‌های با هستهٔ مسی برای ساخت قطعات الکتریکی مینیاتوری به کار می‌روند. برچسب‌های امنیتی: هسته‌های فلز شیشه‌ای با خواص مغناطیسی ویژه در برچسب‌های ضدسرقت و اوراق امنیتی به کار می‌روند. پزشکی: سیم‌های روکش‌شیشه‌ای در حسگرهای تشخیص تومور مغزی و تجهیزات پزشکی ارزش بسیاری دارند. صنعت خودرو: حسگرهای دقیق مورد نیاز صنعت خودرو از مصرف‌کنندگان اصلی این سیم‌ها هستند. صنعت LED: سیم روکش‌شیشه‌ای با جایگزینی سیم مسی به‌جای سیم طلایی در بندزنی سیمی هزینهٔ قطعات اتصال‌دهنده را کاهش داده‌است. | ## جمع‌بندی | پوشش شیشه‌ای از اکسیدشدن سیم مسی جلوگیری و عمر مفید آن را افزایش می‌دهد و این بهبودها در موفقیت نورپردازی LED سهم بسزایی داشته‌اند.