Faraday Cage ในการเคลือบแบบผง

เรามาเริ่มดูว่าเกิดอะไรขึ้นในช่องว่างระหว่างปืนฉีดและชิ้นส่วนระหว่างไฟฟ้าสถิต เคลือบผง ขั้นตอนการสมัคร ในรูปที่ 1 แรงดันไฟฟ้าศักย์สูงที่ใช้กับปลายอิเล็กโทรดการชาร์จของปืนจะสร้างสนามไฟฟ้า (แสดงด้วยเส้นสีแดง) ระหว่างปืนกับส่วนที่ต่อสายดิน สิ่งนี้ทำให้เกิดการพัฒนาของการปล่อยโคโรนา ไอออนอิสระจำนวนมากที่เกิดจากการปล่อยโคโรนาจะเติมช่องว่างระหว่างปืนกับชิ้นส่วน ไอออนบางส่วนถูกจับโดยอนุภาคผง ส่งผลให้อนุภาคมีประจุ อย่างไรก็ตาม ไอออนหลายตัวยังคงเป็นอิสระและเคลื่อนที่ไปตามเส้นสนามไฟฟ้าไปยังส่วนโลหะที่ลงกราวด์ โดยผสมกับอนุภาคผงที่ขับเคลื่อนโดยกระแสอากาศ

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ กลุ่มเมฆของอนุภาคผงที่มีประจุและไอออนอิสระที่สร้างขึ้นในช่องว่างระหว่างปืนฉีดและชิ้นส่วนมีศักยภาพสะสมที่เรียกว่าประจุในอวกาศ คล้ายกับเมฆฟ้าร้องที่สร้างสนามไฟฟ้าระหว่างตัวมันเองกับโลก (ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การพัฒนาของสายฟ้า) เมฆของอนุภาคผงที่มีประจุและไอออนอิสระจะสร้างสนามไฟฟ้าระหว่างตัวมันเองกับส่วนที่ต่อลงดิน ดังนั้น ในระบบการชาร์จแบบโคโรนาทั่วไป สนามไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียงกับพื้นผิวของชิ้นส่วนจึงประกอบด้วยสนามที่สร้างขึ้นโดยอิเล็กโทรดการชาร์จของปืนและประจุในอวกาศ การรวมกันของสองฟิลด์นี้ช่วยให้เกิดการสะสมของผงบนพื้นผิวที่ลงกราวด์ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายโอนสูง ผลกระทบเชิงบวกของสนามไฟฟ้าแรงสูงที่สร้างขึ้นโดยระบบชาร์จโคโรนาแบบธรรมดาจะเด่นชัดที่สุดเมื่อเคลือบชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวเรียบขนาดใหญ่ที่ความเร็วสายพานลำเลียงสูง น่าเสียดายที่สนามไฟฟ้าที่แรงกว่าของระบบชาร์จโคโรนาอาจมีผลเสียในบางแอพพลิเคชั่น ตัวอย่างเช่น เมื่อเคลือบชิ้นส่วนที่มีช่องและช่องลึก เราพบเอฟเฟกต์กรงฟาราเดย์ (ดูรูปที่ 2) เมื่อชิ้นส่วนมีรอยเว้าหรือช่องบนพื้นผิว สนามไฟฟ้าจะไปตามเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำที่สุดสู่พื้น ( คือขอบของช่องดังกล่าว) ดังนั้น ด้วยสนามไฟฟ้าส่วนใหญ่ (จากทั้งปืนและประจุในอวกาศ) ที่มุ่งไปที่ขอบของช่อง การสะสมของผงในพื้นที่เหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และชั้นเคลือบด้วยสีฝุ่นจะก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว

น่าเสียดายที่กระบวนการนี้มีผลเสียสองอย่าง ประการแรก อนุภาคน้อยลงมีโอกาสเข้าไปในช่องเนื่องจากอนุภาคผงถูก "ผลัก" อย่างแรงโดยสนามไฟฟ้าไปยังขอบของกรงฟาราเดย์ ประการที่สอง ไอออนอิสระที่เกิดจากการปล่อยโคโรนาจะไปตามแนวสนามไปยังขอบ ทำให้สารเคลือบที่มีอยู่อิ่มตัวอย่างรวดเร็วด้วยประจุเพิ่มเติม และนำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วมากของการแตกตัวเป็นไอออนกลับ ก่อนหน้านี้ได้มีการกำหนดไว้ว่าอนุภาคผงจะเอาชนะอากาศพลศาสตร์และแรงโน้มถ่วง แรงและสะสมบนพื้นผิวจะต้องมีสนามไฟฟ้าแรงเพียงพอเพื่อช่วยในกระบวนการ ในรูปที่ 2 เป็นที่ชัดเจนว่าทั้งสนามที่สร้างขึ้นโดยอิเล็กโทรดของปืน หรือสนามประจุช่องว่างระหว่างปืนและส่วนที่เจาะเข้าไปในกรงฟาราเดย์ ดังนั้น แหล่งเดียวของความช่วยเหลือในการเคลือบด้านในของพื้นที่ปิดภาคเรียนคือสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุพื้นที่ของอนุภาคผงที่ส่งโดยกระแสอากาศภายในช่อง (ดูรูปที่ 3) หากช่องหรือช่องแคบ ให้กลับไอออไนซ์อย่างรวดเร็ว การพัฒนาบนขอบของมันจะสร้างไอออนบวกซึ่งจะลดประจุของอนุภาคผงที่พยายามผ่านระหว่างขอบกรงฟาราเดย์เพื่อฝากตัวเองภายในช่อง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น แม้ว่าเราจะพ่นผงที่ช่องต่อไปก็ตาม ประจุพื้นที่สะสมของ อนุภาคผงที่ส่งภายในช่องโดยกระแสลมจะไม่เพียงพอที่จะสร้างแรงไฟฟ้าเพียงพอที่จะเอาชนะความปั่นป่วนของอากาศและการสะสมของผง

ดังนั้นการกำหนดค่าของสนามไฟฟ้าและความเข้มข้นที่ขอบของพื้นที่กรงฟาราเดย์จึงไม่ใช่ปัญหาเดียวเมื่อเคลือบพื้นที่ปิดภาคเรียน หากจำเป็นจะต้องฉีดสเปรย์ในช่องให้เป็นเวลาเพียงพอเท่านั้น เราคาดว่าเมื่อขอบเคลือบด้วยชั้นแป้งหนาๆ อนุภาคอื่นๆ จะไม่สามารถสะสมอยู่ที่นั่นได้ โดยมีที่เดียวเท่านั้นที่ผงจะเข้าไปอยู่ในช่อง น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากส่วนหนึ่งเพื่อสนับสนุนการแตกตัวเป็นไอออน มีตัวอย่างมากมายของพื้นที่กรงฟาราเดย์ที่ไม่สามารถเคลือบได้ไม่ว่าจะพ่นด้วยผงนานแค่ไหน ในบางกรณี เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากรูปทรงของช่องระบายอากาศและปัญหาเรื่องความปั่นป่วนของอากาศ แต่บ่อยครั้งก็เกิดจากการแตกตัวเป็นไอออนกลับ