Πώς λειτουργεί η παγοβολή με Ξηρό Πάγο;
Η παγοβολή λειτουργεί χάρη σε τρεις βασικούς παράγοντες: στην κινητική ενέργεια των τριμμάτων, στο φαινόμενο θερμικού σοκ και στο θερμοκινητικό φαινόμενο. Η Cold Jet βελτιστοποιεί την απόδοση εκτόξευσης για κάθε εφαρμογή συνδυάζοντας τους τρεις αυτούς παράγοντες και προσαρμόζοντας:
- την πίεση του πεπιεσμένου αέρα.
- τον τύπο του ακροφυσίου εκτόξευσης (κατανομή ταχύτητας)
- το μέγεθος και την πυκνότητα των τριμμάτων CO2
- τη ροή μάζας και την πυκνότητα ροής των τριμμάτων (σωματίδια ανά μονάδα επιφανείας ανά δευτερόλεπτο).
Κινητική ενέργεια τριμμάτων
Η διεργασία Cold Jet χρησιμοποιεί ακροφύσια υψηλής ταχύτητας (υπερηχητικά) για εφαρμογές προετοιμασίας επιφανειών και αφαίρεσης υλικού επικάλυψης. Καθώς η δύναμη κρούσης είναι προϊόν της μάζας και της ταχύτητας των τριμμάτων, το σύστημα χορήγησης Cold Jet πετυχαίνει τη μεγαλύτερη δύναμη κρούσης που μπορεί να παραχθεί από ένα τρίμμα στερεού CO2, ωθώντας τα τρίμματα στις υψηλότερες ταχύτητες που μπορούν να επιτευχθούν στη βιομηχανία εκτόξευσης.
Ακόμα και σε υψηλές ταχύτητες και μετωπικές γωνίες κρούσης, το κινητικό φαινόμενο των τριμμάτων στερεού CO2 είναι ελάχιστο σε σύγκριση με άλλα μέσα (αποξεστικά σωματίδια, άμμος, PMB). Αυτό οφείλεται στη σχετική μαλακότητα του στερεού CO2, που δεν είναι τόσο πυκνό και σκληρό όσο άλλα εκτοξεύσιμα μέσα. Επίσης, με την πρόσκρουση το τρίμμα περνά ακαριαία από στερεή σε αέρια φάση, δημιουργώντας σχεδόν μηδενικό συντελεστή αποκατάστασης στην εξίσωση κρούσης. Στην επικάλυψη ή στο υπόστρωμα μεταφέρεται ελάχιστη κρουστική ενέργεια, έτσι η διεργασία εκτόξευσης Cold Jet θεωρείται μη λειαντική.
Φαινόμενο θερμικού σοκ
Η ακαριαία εξάχνωση (αλλά φάσης από στερεή σε αέρια) των τριμμάτων CO2 κατά την πρόσκρουση, απορροφά μέγιστη θερμότητα από το πολύ λεπτό επάνω στρώμα της επιφανειακής επικάλυψης ή την ακαθαρσία. Μέγιστη θερμότητα απορροφάται λόγω της λανθάνουσας θερμότητας εξάχνωσης.
Η ταχύτατη μεταφορά θερμότητας στα τρίμματα από το επάνω στρώμα της επικάλυψης δημιουργεί μια εξαιρετικά μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των μικροστρωμάτων εντός της επικάλυψης. Αυτή η έντονη θερμική διαβάθμιση παράγει εντοπισμένες υψηλές τάσεις διάτμησης ανάμεσα στα μικροστρώματα. Οι παραγόμενες τάσεις διάτμησης εξαρτώνται επίσης από τη θερμική αγωγιμότητα της επικάλυψης και από το συντελεστή θερμικής διαστολής/συστολής, καθώς και από τη θερμική μάζα του υποκείμενου υποστρώματος. Η υψηλή διάτμηση που παράγεται σε μικρό χρονικό διάστημα προκαλεί ταχεία διάδοση μικρορωγμών μεταξύ των στρωμάτων, οδηγώντας σε τελική αποκόλληση της ακαθαρσίας ή/και της επικάλυψης στην επιφάνεια του υποστρώματος.
Θερμοκινητικό φαινόμενο
Η σκέδαση της κρουστικής ενέργειας σε συνδυασμό με την εξαιρετικά ταχεία μετάδοση θερμότητας μεταξύ των τριμμάτων και της επιφανείας προκαλεί ακαριαία εξάχνωση του στερεού CO2 σε αέριο. Το αέριο διογκώνει τον όγκο του τρίμματος κατά 800 σε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, δημιουργώντας μια μικροέκρηξη στο σημείο κρούσης.
Καθώς το τρίμμα μετατρέπεται σε αέριο, η μικροέκρηξη ενισχύεται περεταίρω και αποκολλά από το υπόστρωμα τα σωματίδια της επικάλυψης που έχουν υποστεί θερμική θραύση. Αυτό συμβαίνει λόγω της απουσίας ενέργειας αναπήδησης του τρίμματος, το οποίο έχει την τάση να διανέμει τη μάζα του στην επιφάνεια κατά την πρόσκρουση. Το αέριο CO2 διαστέλλεται προς τα έξω επάνω στην επιφάνεια και το μέτωπο κρούσης της έκρηξης που προκύπτει παρέχει ένα σημείο υψηλής πίεσης εντοπισμένο ανάμεσα στην επιφάνεια και σωματίδια της επικάλυψης που έχουν υποστεί θερμική θραύση. Αυτό δημιουργεί μια πολύ ισχυρή ανυψωτική δύναμη που απομακρύνει τα σωματίδια από την επιφάνεια.
