¿Qué son los Filamentos?
Los filamentos son cristales metálicos (monocristales) con forma de bigote o de aguja que han crecido a partir de superficies metálicas, principalmente de estaño (Sn) o zinc (Zn). Suelen tener un diámetro de 1-2 µ y una longitud de 1-10 µ.
Los filamentos crecen espontáneamente. Si los bigotes en crecimiento cortocircuitan partes con diferentes diferencias de potencial, como líneas de señal o de alimentación en circuitos electrónicos, o si los bigotes en crecimiento se desprenden, se dispersan y penetran en el interior de equipos electrónicos, se cortocircuitan partes no especificadas del circuito electrónico, provocando diversos fallos en el equipo electrónico.
Los filamentos son difíciles de ver a simple vista, e identificar la causa de los fallos provocados por cortocircuitos debidos al contacto temporal con los filamentos puede ser una tarea muy difícil.
En las décadas de 1940 y 1950, el zinc (Zn) y el estaño (Sn) se utilizaban como materiales de chapado y soldadura. Esto provocó muchos fallos en los equipos debido a la formación de filamentos. La generación de filamentos se suprimió añadiendo una pequeña cantidad de plomo (Pb) como contramedida, pero la generación de filamentos ha vuelto a ser un problema debido al cambio a las soldaduras sin plomo desde el año 2000.
Usos de los Filamentos
Los filamentos, como se les conoce comúnmente, tienen un efecto perjudicial en los equipos eléctricos. Por ello, la investigación de medidas para evitar su formación ha llevado a la creación de la tecnología de supresión de filamentos.
Sin embargo, los propios filamentos son monocristales con pocos defectos, lo que significa que son muy resistentes al calor y a la corrosión. Estas propiedades se utilizan para reforzar cerámicas, metales y compuestos plásticos.
En concreto, se utiliza como agente de refuerzo de cerámicas que pueden calentarse por microondas y como agente de refuerzo de cerámicas duras en herramientas de corte.
Características de los Filamentos
Los filamentos se pueden clasificar en dos tipos: filamentos genuinos y filamentos no genuinos.
Los filamentos genuinos son principalmente monocristales que crecen en la superficie del metal.
Estos filamentos son del mismo elemento que el metal subyacente sobre el que crecen y se producen a temperatura ambiente. Los filamentos empiezan a crecer cuando la película de metalizado se somete a una ligera tensión de compresión. Como la tensión aplicada a la película de revestimiento es difícil de predecir, la generación de filamentos es también un fenómeno impredecible.
Los metales en los que tienden a crecer auténticos bigotes son el estaño (Sn), el zinc (Zn) y el cadmio (Cd), y los filamentos que crecen en estos metales se producen a temperatura ambiente. Los filamentos también pueden aparecer en metales como la plata (Ag), el oro (Au), el hierro (Fe) y el plomo (Pb) a altas temperaturas.
Por otra parte, los filamentos no genuinos suelen formarse artificialmente.
En la actualidad se han establecido varios métodos para formar filamentos no auténticos, que se utilizan como refuerzos para metales y plásticos.
Los filamentos pueden formarse por condensación de fases de vapor, deposición a partir de una solución, deposición electrolítica, reducción y descomposición térmica.
En algunos casos, los filamentos hechos de carburo de silicio o nitruro de silicio, en lugar de metal, se han comercializado como agentes de refuerzo como auténticos filamentos.