Slutet för kortslutningar
Morrhår av tenn kan kortsluta såväl datorer och andra elektronikprodukter, som satelliter och kärnkraftverk. Ny forskning vid Lunds universitet kan bidra till att lösa ett problem som blir större i takt med att elektroniken blir mindre och som redan idag kostar många miljarder per år.
Så kallade whiskers slår ut pacemakers och andra medicintekniska produkter, datorer och mobiltelefoner. I USA har flera kärnkraftverk fått driftstopp på grund av morrhår. Forskare i framförallt USA, Kina, Japan och Sydkorea lägger stora resurser på att lösa problemet.
Enligt CEA, Consumer Electronics Association, såldes konsumentelektronik för 319 miljarder dollar under 2017. Elva procent av undersökta komponenter hade whiskers.
– Om det är ett ungefärligt riktmärke förekommer whiskers i elektronik för 35 miljarder dollar bara från år 2017. Dessa siffror gäller konsumentelektronik, sen tillkommer alla övriga sektorer som satelliter och kärnkraftverk. Man kan nog med säkerhet säga att whiskers orsakar problem för många miljarder kronor, säger Johan Hektor, doktorand i hållfasthetslära vid Lunds universitet, i ett pressmeddelande.
Kort om whiskers
Fenomenet observerades för första gången strax efter andra världskriget. Whiskers påträffades i radioutrustningar med lödningar av tenn.
En blandning av bly och tenn fixade problemet fram till början av 2000-talet, då blyet förbjöds av miljöhänsyn.
På NASA:s hemsida finns åtta uppräknade satelliter som har slutat att fungera på grund av whiskers. Toyota-modeller med sensorer för acceleration har också drabbats.
Bildar nytt ämne
I sin avhandling presenterar Johan Hektor en förklaring till problemet.
– I gränsskiktet mellan metallerna går sex kopparatomer och fem tennatomer samman och bildar ett nytt ämne. Då sker en volymförändring i tennskiktet och spänningar får fina morrhår att börjar växa, några hundradelar av bredden av ett hårstrå men flera millimeter långa.
Med sitt arbete om hur spänningsskillnader i tennlagret bildar morrhår tar Johan Hektor forskningen ett steg närmare att slutligen raka bort dem.
ESRF i Grenoble
Johan Hektor har använt synkrotonljuskällan vid European Synchrotron Radiation Facility, ESRF, i Grenoble och belyst tenn-whiskers i deras omgivning av tenn och koppar.
– Största nyheten med våra experiment är att vi har byggt upp en tredimensionell bild av hur mikrostrukturen ser ut, var atomerna befinner sig i olika skeden när whiskers växer fram, avslutar Johan Hektor.
Läs mer om ämnet:
