Tại sao dầu hỏa ngăn đèn LED đỏ của tôi chiếu sáng?

Ban đầu tôi đã đăng bài này trên chem.stackexchange nhưng không nhận được câu trả lời nào, vì vậy tôi đang đăng lại nó ở đây.

Câu chuyện dài - chúng tôi có một sản phẩm điện tử chìm trong nhiên liệu (dầu hỏa là một trong số đó) và sử dụng đèn LED RGB ( bấm vào đây để xem biểu dữ liệu ). Do một vấn đề niêm phong trong vỏ bọc, dầu hỏa đã tìm cách xâm nhập và che phủ PCB. Điều thú vị là hiệu ứng đã có trên PCB. Chức năng của PCB đã hoàn toàn không bị ảnh hưởng, ngoài thực tế là đèn LED màu đỏ trong mô-đun LED RGB đã hoàn toàn ngừng chiếu sáng. Chúng tôi đã tự sao chép bằng tay bằng cách nhấn chìm 2 PCB mới trong dầu hỏa trong một ngày và sau đó lấy chúng ra và cấp nguồn cho chúng và thấy rằng đèn LED màu đỏ dừng chiếu sáng hoàn toàn. Các đèn LED màu xanh lá cây và màu xanh tiếp tục chiếu sáng tốt.

Kiểm tra các bảng thất bại cho thấy rằng không có lỗi điện khác. Nó chỉ là đèn LED màu đỏ hoàn toàn dừng chiếu sáng. Chúng tôi đã đo điện áp chuyển tiếp qua từng đèn LED trong tình trạng hỏng hóc, nhưng không nhận thấy bất kỳ sự khác biệt đáng kể nào có thể giải thích lỗi.

Sau khi để PCB khô, đèn LED màu đỏ bắt đầu hoạt động trở lại. Vì vậy, vấn đề không phải là vĩnh viễn.

Nhìn vào trang cuối cùng trên bảng dữ liệu, vật liệu LED được liệt kê là AlGaInP / GaAs . Có bất kỳ phản ứng rõ ràng nào giữa dầu hỏa và các vật liệu này sẽ giải thích tại sao chỉ đèn LED màu đỏ ngừng hoạt động?

Cập nhật 1 : Tôi đã thực hiện các thử nghiệm sau:

• Nhỏ giọt dầu hỏa vào đèn LED.
• Đắm chìm đèn LED PCB + trong dầu hỏa khi chạy.

(Video để theo dõi sau vào ngày hôm nay, hy vọng)

Trong cả hai trường hợp, không có hiệu ứng cảm nhận trên đèn LED - nó vẫn tiếp tục hoạt động tốt. Điều này dường như chỉ ra rằng vấn đề không hoàn toàn là vấn đề quang học giữa dầu hỏa và đèn LED. Cho đến nay, vấn đề chỉ xảy ra sau khi ngâm đèn LED trong dầu hỏa một thời gian.

Cập nhật 2 : Tôi đã sử dụng PCB mới với đèn LED (chưa thực hiện bất kỳ thử nghiệm nào chỉ với đèn LED) và ngâm nó trong dầu hỏa. Tôi đã chụp một số bức ảnh cận cảnh về đèn LED trước khi ngâm, sau khi ngâm trong khi nó không hoạt động và sau khi nó hoạt động trở lại sau khi nó được để khô.

Những gì các bức ảnh cho thấy là có một chỗ phình rất rõ trong ống kính LED trong khoảng thời gian nó không hoạt động. Khi phình ra, đèn LED lại sáng.

Thật không may, tôi không có camera được thiết lập trên PCB để xem chính xác thời điểm nó ngừng hoạt động. Tôi đã để nó ngâm trong khoảng một giờ trước khi nó ngừng hoạt động. Tôi đã kiểm tra trên đèn LED mỗi lần và sau đó nhận thấy không có thay đổi về độ sáng của đèn LED. Tôi đến để kiểm tra nó một lần và nó đã tắt. Sự nghi ngờ của tôi là sự thay đổi đột ngột.

Đánh giá sự sưng tấy, tôi sẽ đoán rằng có một số thiệt hại cơ học bên trong đó là di chuyển thứ gì đó và một khi vết sưng rút đi, nó sẽ quay trở lại vị trí.

Trái: Đèn LED ngâm dầu hỏa; Phải: Đèn LED bình thường

LED ở trạng thái không thành công sau khi ngâm

Đèn LED thông thường

Trái: Đèn LED ngâm dầu hỏa sau khi để khô và trong điều kiện làm việc; Phải: Đèn LED bình thường

Đèn LED ngâm dầu hỏa sau khi để khô và trong điều kiện làm việc

Chúng tôi đo điện áp chuyển tiếp và không nhận thấy bất kỳ thay đổi.

Về mặt vật lý, tôi khá chắc chắn điều này có nghĩa là giao diện bán dẫn vẫn đang tạo ra các photon ở cùng tốc độ và bước sóng như trước đây.

Vì vậy, một cái gì đó xảy ra với những photon.

Những gì bạn cần làm là có được một làm việc nguồn gốc của ánh sáng đỏ bước sóng tương tự (ví dụ như một một trong những đèn LED của bạn), trích xuất các "ống kính" vật liệu từ một "nhà tài trợ" LED:

ví dụ bằng cách cắt nó bằng lưỡi dao cạo, thử nghiệm truyền ánh sáng đỏ trước và sau khi ngâm vật liệu đó trong dầu hỏa.

Vì ống kính này rất nhỏ, có lẽ bạn nên sử dụng thứ gì đó như một miếng bìa cứng có lỗ được xuyên qua nó bằng một loại kim (đừng để lỗ nhỏ, vì bạn muốn có nhiều nhiễu xạ ...) và đặt ống kính trước lỗ đó.

Tôi đoán là việc ngâm vật liệu trong dầu hỏa dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ về tính chất quang học và điều đó rất có thể có nghĩa là

1. ống kính của bạn hiện đang hấp thụ ánh sáng đỏ hoặc
2. ống kính của bạn bây giờ không tập trung vào ánh sáng đỏ, nhưng lan rộng nó.

Để loại trừ 2., bạn cần một căn phòng rất tối và một số cách để dự đoán sự phân bố ánh sáng. Vì vậy, trong thực tế, không có thiết bị phòng thí nghiệm thiết kế quang học, dù sao đi nữa, Kerosene chứa hỗn hợp các hydrocacbon khác nhau và chúng hòa tan trong các hydrocacbon khác, chẳng hạn như vật liệu trong suốt được sử dụng để bảo vệ đèn LED thực tế và hoạt động như một thấu kính.

5 xu của tôi:

Hầu hết các đèn LED được trồng trong chậu bằng silicon ngày nay. Silicone có tính thấm tốt đối với VOC (các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, ví dụ ankan và đồng phân của chúng), là một phần của dầu hỏa.

VOC xâm nhập vào silicone có thể tương tác với ma trận silicon, thay đổi tính chất quang học của nó. Thiệt hại thường được quan sát: bầu / ống kính có thể có màu trắng đục hoặc khuếch tán, và màu vàng có thể được quan sát.

Một số VOC nhất định sẽ bị phá vỡ bởi ánh sáng xanh của đèn LED, điều này thường dẫn đến việc làm đen ống kính / ống kính.

Những hiệu ứng này được biết là có thể đảo ngược (một phần). Tức là sự đổi màu của các ống kính sẽ biến mất nếu VOC có thể thoát khí trở lại. Điều này xảy ra nhanh hơn nếu được làm nóng trong điều kiện hoạt động của đèn LED.

Vì vậy, lời giải thích của tôi là: Chỉnh sửa: cao đầu cơ một lượng lớn dầu hỏa có thể chứa cũng hợp chất thơm, được biết đến là quang học hoạt động (ví dụ như thuốc nhuộm azo Xem các sắc tố ). Lực Van der Waals có thể thay đổi hành vi cộng hưởng của các hợp chất thơm, điều này có thể xảy ra khi các VOC đi vào ma trận cao su silicon. Điều này có thể giải thích tại sao các phân số của dầu hỏa đạt được hành vi lọc màu đỏ khi đi vào bầu.

Chỉnh sửa: Tôi không thể loại trừ sự tương tác của VOC với chính chất bán dẫn, nhưng tôi gặp khó khăn khi tưởng tượng làm thế nào điều này có thể hoạt động. Tinh thể gần như không thấm đối với bất cứ thứ gì ở nhiệt độ phòng do đó sự tương tác chỉ có thể xảy ra ở bề mặt của xúc xắc. Bởi vì sự phát xạ ánh sáng xảy ra ở mọi nơi gần ranh giới pn, tôi nghi ngờ rằng các thành phần dầu hỏa có thể ngăn chặn sự phát sinh của các photon. IMO chỉ hấp thụ và lọc là những hiệu ứng để chăm sóc lại.

Một thủ phạm khác trong sự suy giảm của đèn LED là hydro sunfua, có thể được tìm thấy trong số các hợp chất lưu huỳnh khác trong dầu hỏa. Nhưng ăn mòn lưu huỳnh trong LED không thể đảo ngược AFAIK, vì vậy điều này có thể được loại trừ IMO.

Tôi đoán là dầu hỏa hấp thụ các photon đỏ và làm nóng ống kính nhựa làm cho nó phồng lên, từ đó gây ra sự phân tán của các photon. Vì vậy, bạn có hiệu ứng kép của sự hấp thụ và phân tán của các photon đỏ. Cũng có khả năng tại một số điểm, nhiệt sinh ra của nhựa, tạo ra kết nối điện trở cao, trở lại "bình thường" sau khi đèn LED khô.