संधारित्र प्लेग

संधारित्र प्लेग 1999 और 2007 के बीच गैर-ठोस एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र की अपेक्षा से अधिक विफलता दर से संबंधित एक समस्या थी, विशेष रूप से कुछ ताइवानी निर्माताओं से त्रुटिपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट संरचना के कारण जो गैस उत्पादन के साथ जंग का कारण बनता था, अधिकांशता दबाव के निर्माण से संधारित्र के स्थिति को तोड़ देता था।

इलेक्ट्रॉनिक्स के कई प्रसिद्ध ब्रांडों में उच्च विफलता दर हुई और विशेष रूप से व्यक्तिगत कंप्यूटरों के मदरबोर्ड, वीडियो कार्ड और बिजली आपूर्ति इकाई (कंप्यूटर) में स्पष्ट थे।

स्वतंत्र में 2003 के एक लेख ने दावा किया कि त्रुटिपूर्ण संधारित्र का कारण वास्तव में एक गलत कॉपी किए गए सूत्र के कारण था। 2001 में, जापान में रूबिकॉन कॉर्पोरेशन में काम करने वाले एक वैज्ञानिक ने संधारित्र के इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए गलत कॉपी किए गए फॉर्मूले को चुरा लिया। इसके बाद वह चीन में ल्यूमिनस टाउन इलेक्ट्रिक कंपनी में दोषपूर्ण फॉर्मूला ले गया, जहां वह पहले कार्यरत था। उसी वर्ष वैज्ञानिक के कर्मचारियों ने चीन छोड़ दिया और गलत कॉपी किए गए फॉर्मूले को चुरा लिया और ताइवान चले गए, जहां उन्होंने संधारित्र बनाने वाली अपनी कंपनी बनाई और संधारित्र इलेक्ट्रोलाइट्स के इस दोषपूर्ण फॉर्मूले का और भी अधिक प्रचार किया।

पहली घोषणाएं
सितंबर 2002 में विशेषज्ञों पत्रिका पैसिव कन्पोनेंट उद्योग ने ताइवान की कच्ची सामग्री से जुड़ी पहली त्रुटिपूर्ण संधारित्र की रिपोर्ट की थी। इसके तत्काल बाद दो मुख्यधारा की इलेक्ट्रॉनिक्स पत्रिकाओं ने व्यापक समय से पहले ही खराब होने वाले संधारित्र की खोज की सूचना दी।

इन प्रकाशनों में इंजीनियरों और प्रौद्योगिक रूप से रुचि रखने वाले अन्य विशेषज्ञों को सूचित किया गया लेकिन कैरी होल्जमैन ने इस विषय पर तब तक व्यापक सार्वजनिक प्रदर्शन नहीं किया जब तक कि देखभाल करने वाले समुदाय में "रिसाव वाले संधारित्र के बारे में अपने अनुभव प्रकाशित नहीं कर लिए।

जनता का ध्यान
होल्जमैन प्रकाशन की खबर इंटरनेट और समाचार-पत्रों में अंशतः असफलताओं-उफती या छितरी हुए संधारित्र की विशद छवियों के कारण जल्दी ही फैल गई। उभड़ा हुआ या फटा हुआ संधारित्र ,सीलिंग रबर को निष्कासित करना और अनगिनत परिपथ बोर्डों पर इलेक्ट्रोलाइट को लीक करना। कई पीसी उपयोगकर्ता प्रभावित हुए और हजारों ब्लॉगों और अन्य वेब समुदायों पर रिपोर्टों और टिप्पणियों का का भारी नुकसान हुआ। समाचारों के तेजी से प्रसार के परिणामस्वरूप कई गलत सूचना वाले उपयोगकर्ता और गलत इलेक्ट्रोलाइट के कारण किये गये संधारित्र की तस्वीरें पोस्ट करने के समाचार भी सामने आये हैं।

व्यापकता
अधिकांश प्रभावित संधारित्र 1999 से 2003 तक उत्पादित किए गए थे और 2002 और 2005 के बीच विफल हो गए थे। गलत कार्यविधि से तैयार किए गए इलेक्ट्रोलाइट के साथ उत्पादित संधारित्र की समस्याओं ने कम से कम 2007 तक निर्मित उपकरणों को प्रभावित किया है।

मदरबोर्ड के प्रमुख विक्रेता जैसे, आईबीएम, गड्ढा, एप्पल इंक, हेवलेट-पैकार्ड और इंटेल त्रुटिपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट्स वाले संधारित्र से प्रभावित थे।

2005 में, डेल ने मदरबोर्ड को बदलने के लिए कुछ US$420 मिलियन खर्च किए और यह निर्धारित करने के लिए लॉजिस्टिक्स पर खर्च किया कि सिस्टम को प्रतिस्थापन की आवश्यकता है या नहीं।

कई अन्य उपकरण निर्माताओं ने अनजाने में त्रुटिपूर्ण संधारित्र वाले बोर्डों को इकट्ठा और बेच दिया, और परिणामस्वरूप संधारित्र प्लेग का प्रभाव दुनिया भर में सभी प्रकार के उपकरणों में देखा जा सकता है।

क्योंकि सभी निर्माताओं ने रिकॉल या मरम्मत की पेशकश नहीं की थी, क्या यह स्वयं मरम्मत निर्देश इंटरनेट पर लिखे और प्रकाशित किए गए थे।

उत्तरदायित्व
निष्क्रिय घटक उद्योग के नवंबर/दिसंबर 2002 के अंक में, त्रुटिपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट के बारे में अपनी प्रारंभिक कहानी के बाद, रिपोर्ट किया गया कि इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र के कुछ बड़े ताइवानी निर्माता त्रुटिपूर्ण उत्पादों के लिए जिम्मेदारी से इनकार कर रहे थे। जबकि औद्योगिक ग्राहकों ने विफलताओं की पुष्टि की, वे त्रुटिपूर्ण घटकों के स्रोत का पता लगाने में सक्षम नहीं थे। त्रुटिपूर्ण संधारित्र को पहले अज्ञात ट्रेडमार्क जैसे तयेह, चोयो, या छसी के साथ चिह्नित किया गया था। निशान परिचित कंपनियों या उत्पाद ब्रांडों से आसानी से नहीं जुड़े थे।

मदरबोर्ड निर्माता ABIT कंप्यूटर कॉर्प एकमात्र प्रभावित निर्माता था जिसने ताइवान संधारित्र निर्माताओं से प्राप्त त्रुटिपूर्ण संधारित्र को अपने उत्पादों में उपयोग किए जाने के लिए सार्वजनिक रूप से स्वीकार किया था। हालांकि, कंपनी त्रुटिपूर्ण उत्पादों की आपूर्ति करने वाले संधारित्र निर्माता के नाम का खुलासा नहीं करेगी।

सामान्य विशेषताएं
गैर-ठोस एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र अनुचित रूप से तैयार किए गए इलेक्ट्रोलाइट के साथ ज्यादातर तथाकथित कम समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर), कम विद्युत प्रतिबाधा, या उच्च तरंग वर्तमान ई-कैप श्रृंखला से संबंधित हैं। 70% पानी या अधिक से बने इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने वाले ई-कैप का लाभ, विशेष रूप से, एक कम ईएसआर है, जो एक उच्च तरंग (विद्युत) की अनुमति देता है, और उत्पादन लागत में कमी करता है, पानी एक संधारित्र में सबसे कम खर्चीला पदार्थ है।

समयपूर्व विफलता
गैर-ठोस इलेक्ट्रोलाइट वाले सभी इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र इलेक्ट्रोलाइट के वाष्पीकरण के कारण समय के साथ पुराने हो जाते हैं। समाई सामान्यता घट जाती है और ईएसआर सामान्यता बढ़ जाती है। उपभोक्ता गुणवत्ता के एक गैर-ठोस इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र का सामान्य जीवनकाल, सामान्यता 2000 h/85 डिग्री सेल्सियस और 40 डिग्री सेल्सियस पर ऑपरेटिंग तापमान पर मापन किया गया, लगभग 6 वर्ष है। 40 डिग्री सेल्सियस पर काम कर रहे 1000 एच/105 डिग्री सेल्सियस संधारित्र के लिए यह 10 साल से अधिक हो सकता है। इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र जो कम तापमान पर काम करते हैं, उनका जीवनकाल काफी लंबा हो सकता है।

संधारित्र को सामान्य रूप से रेटेड मूल्य के 70% के रूप में कम करना चाहिए, और घटक के सामान्य जीवन काल में ईएसआर को रेटेड मूल्य से दोगुना तक बढ़ाना चाहिए, इससे पहले इसे गिरावट विफलता माना जाना चाहिए। त्रुटिपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट वाले इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र का जीवन दो साल जितना छोटा हो सकता है। संधारित्र अपने अपेक्षित जीवनकाल के लगभग 30% से 50% तक पहुंचने के बाद समय से पहले विफल हो सकता है।

बिजली के लक्षण
एक खुले वेंट के साथ एक विफल इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र की विद्युत विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:
 * समाई मूल्य रेटेड मूल्य से कम हो जाता है
 * ईएसआर बहुत अधिक मूल्यों तक बढ़ जाता है।

ओपन वेंट वाले इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र सूखने की प्रक्रिया में हैं, भले ही उनके पास अच्छा या बुरा इलेक्ट्रोलाइट हो। वे हमेशा कम समाई मान और बहुत उच्च ओमिक ईएसआर मान दिखाते हैं। ड्राई ई-कैप इसलिए विद्युत रूप से बेकार हैं।

ई-कैप बिना किसी दिखाई देने वाले लक्षण के विफल हो सकते हैं। चूंकि इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र की विद्युत विशेषताएं उनके उपयोग का कारण हैं, इन मापदंडों को निश्चित रूप से तय करने के लिए उपकरणों के साथ परीक्षण किया जाना चाहिए कि क्या उपकरण विफल हो गए हैं। लेकिन भले ही विद्युत पैरामीटर उनके विनिर्देशों से बाहर हों, इलेक्ट्रोलाइट समस्या में विफलता का असाइनमेंट निश्चित नहीं है।

दिखाई देने वाले लक्षणों के बिना गैर-ठोस एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र, जो अनुचित रूप से इलेक्ट्रोलाइट तैयार करते हैं, सामान्यता दो विद्युत लक्षण दिखाते हैं:
 * अपेक्षाकृत उच्च और उतार-चढ़ाव वाला रिसाव (इलेक्ट्रॉनिक्स) के रूप में कार्य करता है
 * संधारित्र वैल्यू में वृद्धि, रेटेड वैल्यू के दोगुने तक, जो संधारित्र बॉडी को गर्म करने और ठंडा करने के बाद उतार-चढ़ाव करता है

दिखाई देने वाले लक्षण
विफल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण की जांच करते समय, विफल संधारित्र को स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले लक्षणों से आसानी से पहचाना जा सकता है जिसमें निम्नलिखित सम्मिलित हैं:


 * संधारित्र के शीर्ष पर वेंट का उभार। वेंट को कैन-आकार के संधारित्र के आवरण के शीर्ष पर चिपका दिया जाता है, जिससे एक सीम बनती है जो विस्फोट को रोकने के लिए अंदर दबाव निर्माण को दूर करने के लिए विभाजित होती है।
 * टूटा हुआ या फटा हुआ वेंट, अधिकांशता दिखाई देने वाली क्रस्टी जंग जैसी भूरे या लाल सूखे इलेक्ट्रोलाइट जमा के साथ।
 * परिपथ बोर्ड पर संधारित्र केसिंग टेढ़ी-मेढ़ी रहती है, जो नीचे के रबर प्लग को बाहर धकेलने के कारण होती है, कभी-कभी इलेक्ट्रोलाइट के साथ संधारित्र के आधार से मदरबोर्ड पर लीक हो जाता है, जो पीसीबी पर गहरे-भूरे या काले सतह जमा के रूप में दिखाई देता है।। लीक हुए इलेक्ट्रोलाइट को मोटी लोचदार गोंद के साथ भ्रांत किया जा सकता है जो कभी-कभी संधारित्र को झटके से सुरक्षित करने के लिए उपयोग किया जाता है। एक संधारित्र के किनारे एक गहरे भूरे या काले रंग की पपड़ी को इलेक्ट्रोलाइट गोंद होता है। और ग्लू स्वयं से हानिरहित होती है

औद्योगिक जासूसी के निहितार्थ
इलेक्ट्रोलाइट सूत्र की चोरी के संबंध में औद्योगिक जासूसी को संधारित्र प्लेग में फंसाया गया था। जापान में रूबिकॉन कॉर्पोरेशन के लिए काम करने वाले एक सामग्री वैज्ञानिक ने रूबिकॉन के जेडए और जेडएल श्रृंखला संधारित्र के लिए गुप्त जल-आधारित इलेक्ट्रोलाइट फॉर्मूला लेकर कंपनी छोड़ दी और एक चीनी कंपनी के लिए काम करना शुरू कर दिया। वैज्ञानिक ने तब इस इलेक्ट्रोलाइट की एक प्रति विकसित की। फिर, चीनी कंपनी से अलग होने वाले कुछ कर्मचारियों ने सूत्र के एक अधूरे संस्करण की नकल की और ताइवान के कई अल्युमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक निर्माताओं को जापानी निर्माताओं की कीमतों को कम करते हुए इसका विपणन करना शुरू कर दिया। इस अधूरे इलेक्ट्रोलाइट में महत्वपूर्ण मालिकाना अवयवों की कमी थी जो संधारित्र की दीर्घकालिक स्थिरता के लिए आवश्यक थे और तैयार एल्यूमीनियम संधारित्र में पैक किए जाने पर अस्थिर था। इस त्रुटिपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट ने हाइड्रॉक्साइड के बेरोकटोक गठन की अनुमति दी और हाइड्रोजन गैस का उत्पादन किया।

कथित चोरी से संबंधित कोई सार्वजनिक अदालती कार्यवाही नहीं होती है, क्योंकि रूबिकॉन का पूरा इलेक्ट्रोलाइट फॉर्मूला सुरक्षित रहता है। चूँकि, त्रुटिपूर्ण संधारित्र के स्वतंत्र प्रयोगशाला विश्लेषण से पता चला है कि कई समय पूर्व विफलताएं उच्च जल सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट में लापता अवरोधकों से जुड़ी हुई हैं, जैसा कि नीचे वर्णित है।

अधूरा इलेक्ट्रोलाइट फॉर्मूला
संधारित्र प्लेग या खराब संधारित्र की घटनाओं के दौरान बड़ी संख्या में एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र की विफलता से जुड़े हाइड्रॉक्साइड (हाइड्रेशन) और संबंधित हाइड्रोजन गैस उत्पादन का अबाधित गठन, विश्वविद्यालय के उन्नत जीवन चक्र इंजीनियरिंग केंद्र के दो शोधकर्ताओं द्वारा प्रदर्शित किया गया है। मैरीलैंड जिसने विफल संधारित्र का विश्लेषण किया।

आयन क्रोमैटोग्राफी और मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा शुरू में दो वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया था कि असफल संधारित्र ्स में हाइड्रोजन गैस मौजूद थी, जिससे संधारित्र के स्थिति में उछाल आया या वेंट का फट गया। इस प्रकार यह सिद्ध हो गया कि एल्युमीनियम ऑक्साइड निर्माण के पहले चरण के अनुसार ऑक्सीकरण होता है।

चूंकि इलेक्ट्रोलिटिक संधारित्र ्स में परिणामी दबाव को दूर करने के लिए सुगन्धित नाइट्रोजन यौगिकों या अमाइन जैसे रिड्यूसिंग या विध्रुवणकर्ता यौगिकों का उपयोग करके अतिरिक्त हाइड्रोजन को बांधना प्रथागत रहा है, शोधकर्ताओं ने तब इस प्रकार के यौगिकों की खोज की।चूँकि इस तरह के दबाव से राहत देने वाले यौगिकों का पता लगाने में विश्लेषण के कार्यविधि बहुत संवेदनशील थे, ऐसे एजेंटों का कोई निशान विफल संधारित्र के भीतर नहीं पाया गया।

संधारित्र में जिसमें आंतरिक दबाव इतना अधिक था कि संधारित्र केस पहले से ही उभरा हुआ था लेकिन वेंट अभी तक नहीं खुला था, इलेक्ट्रोलाइट का पीएच मान मापा जा सकता था। त्रुटिपूर्ण ताइवानी संधारित्र का इलेक्ट्रोलाइट क्षारीय था, जिसका पीएच 7 और 8 के बीच था। अच्छे तुलनीय जापानी संधारित्र में एक इलेक्ट्रोलाइट था जो अम्लीय था, लगभग 4 के पीएच के साथ। जैसा कि ज्ञात है कि क्षारीय तरल पदार्थों द्वारा एल्यूमीनियम को भंग किया जा सकता है, लेकिन वह नहीं जो हल्का अम्लीय है, एक ऊर्जा फैलाने वाला एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईडीएक्स या ईडीएस) त्रुटिपूर्ण संधारित्र के इलेक्ट्रोलाइट का फिंगरप्रिंट विश्लेषण किया गया था, जिसने इलेक्ट्रोलाइट में भंग एल्यूमीनियम का पता लगाया था।

धातु एल्यूमीनियम को पानी की आक्रामकता से बचाने के लिए, कुछ फॉस्फेट यौगिकों, जिन्हें अवरोधक या पैसिवेशन (रसायन विज्ञान) के रूप में जाना जाता है, का उपयोग उच्च-जलीय इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ दीर्घकालिक स्थिर संधारित्र बनाने के लिए किया जा सकता है। जलीय इलेक्ट्रोलाइटिक प्रणालियों के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र के संबंध में पेटेंट में फॉस्फेट यौगिकों का उल्लेख किया गया है। चूंकि फॉस्फेट आयन गायब थे और जांच किए गए ताइवानी इलेक्ट्रोलाइट्स में इलेक्ट्रोलाइट भी क्षारीय था, संधारित्र में स्पष्ट रूप से पानी की क्षति के विरुद्ध कोई सुरक्षा नहीं थी, और अधिक-स्थिर एल्यूमिना ऑक्साइड का गठन बाधित था। इसलिए, केवल एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड उत्पन्न हुआ था।

रासायनिक विश्लेषण के परिणामों की पुष्टि 56 दिनों तक चलने वाले एक दीर्घकालिक परीक्षण में विद्युत धारिता और लीकेज करंट को मापकर की गई। रासायनिक क्षरण के कारण, इन संधारित्र की ऑक्साइड परत कमजोर हो गई थी, इसलिए थोड़े समय के बाद संधारित्र और लीकेज करंट में थोड़ी वृद्धि हुई, जब गैस के दबाव ने वेंट खोला तो अचानक गिर गया। हिलमैन और हेलमॉल्ड की रिपोर्ट ने साबित किया कि असफल संधारित्र का कारण ताइवान के निर्माताओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला एक त्रुटिपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट मिश्रण था, जिसमें इलेक्ट्रोलाइटिक की लंबी अवधि की स्थिरता के लिए समय के साथ इलेक्ट्रोलाइट के सही पीएच को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक रासायनिक अवयवों की कमी थी। संधारित्र उनका आगे का निष्कर्ष, कि इलेक्ट्रोलाइट अपने क्षारीय पीएच मान के साथ स्थिर ऑक्साइड में परिवर्तित किए बिना हाइड्रॉक्साइड के निरंतर निर्माण का घातक दोष था, रासायनिक घटक, एनोड पन्नी की सतह पर दोनों फोटोग्राफ और ईडीएक्स-फिंगरप्रिंट विश्लेषण के साथ सत्यापित किया गया था।

यह भी देखें

 * आरकेएम कोड

आगे की पढाई

 * H. Kaesche, Die Korrosion der Metalle - Physikalisch-chemische Prinzipien und aktuelle Probleme, Springer-Verlag, Berlin, 2011, ISBN 978-3-642-18427-7
 * C. Vargel, Corrosion of Aluminium, 1st Edition, 2 October 2004, Elsevier Science, Print Book ISBN 978-0-08-044495-6, eBook ISBN 978-0-08-047236-2
 * W. J. Bernard, J. J. Randall Jr., The Reaction between Anodic Aluminium Oxide and Water, 1961 ECS - The Electrochemical Society
 * Ch. Vargel, M. Jacques, M. P. Schmidt, Corrosion of Aluminium, 2004 Elsevier B.V., ISBN 978-0-08-044495-6
 * Patnaik, P. (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 0-07-049439-8.
 * Wiberg, E. and Holleman, A. F. (2001). Inorganic Chemistry. Elsevier. ISBN 0-12-352651-5