包括生成气态氧化剂组分的组合物的电子设备以及方法与流程

包括生成气态氧化剂组分的组合物的电子设备以及方法
[0001]
相关申请的交叉引用
[0002]
本非临时性申请要求以下共有临时申请的权益：于2019年8月7日提交的序列号62/884,027；以及于2019年11月18日提交的序列号62/936,816；其中所述临时申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
[0003]
本非临时申请涉及由luebben等人与本申请同日提交的题为“electronic device that includes a composition that can actively generate and release a gaseous oxidizing agent component into an interior space of the electronic device,and related subassemblies and methods(包括可以主动地生成气态氧化剂组分并将其释放到电子设备的内部空间中的组合物的电子设备，以及相关的子组件和方法”并且具有代理人卷号为stl0155us2(stl074625.10)的专利申请，其中所述非临时申请的全部内容通过引用并入本文。


背景技术：

[0004]
本公开涉及电子设备(诸如，如硬盘驱动器(hdd)(内部和/或外部)、网络附接存储(nas)等的数据存储设备)。存在解决与在电子设备的使用寿命内将内部电子驱动部件保持在竣工条件下相关的问题的持续需求。


技术实现要素：

[0005]
本公开包括一种电子设备的实施例，该电子设备包括：a)外壳，具有内部气体空间；b)一个或多个电子部件，被设置在该外壳内；以及c)组合物，能够生成气态氧化剂组分，其中能够生成该气态氧化剂组分以基于该内部气体空间中的总气体的从0.1到小于20摩尔百分比的范围内的摩尔分数提供该内部气体空间中的该气态氧化剂组分。
[0006]
本公开包括在电子设备中生成气态氧化剂组分的方法的实施例。该方法包括a)提供电子设备以及b).在导致该组合物被动地分解并且生成该气态氧化剂组分的温度下操作该电子设备气态氧化剂。该电子设备包括：i)外壳，具有内部气体空间；ii)一个或多个电子部件，被设置在该外壳内；以及iii)组合物，能够生成气态氧化剂组分，其中能够生成该气态氧化剂组分以基于该内部气体空间中的总气体的从0.1到小于20摩尔百分比的范围内的摩尔分数提供该内部气体空间中的该气态氧化剂组分。
[0007]
本公开包括一种电子设备的实施例，该电子设备包括：a).外壳，该外壳具有内部气体空间；b).一个或多个电子部件，被设置在该外壳内；以及c).容器，被设置在该电子设备内，其中该容器包括气态氧化剂组分，其中该容器被配置为被动地和/或主动地允许气态氧化剂组分从该容器的内部可控制地转移到该外壳的该内部气体空间。
附图说明
[0008]
图1示出了基于水和透水容器内部的活性产氧化合物的被动设备的示意表示；
[0009]
图2示出了被动地允许气态氧化剂组分从该容器内部转移到外部的容器的非限制
性示例；
[0010]
图3示出了具有渗透层和微型阀的双腔室容器300的非限制性示例，其工作类似于2级调节器；以及
[0011]
图4a-图4d示出了根据本公开的包括可以将气态氧化剂组分生成到硬盘驱动器中的组合物的一个非限制性实施例。
具体实施方式
[0012]
本公开涉及包括在电子设备的内部气体空间内生成气态氧化剂组分的组合物的电子设备。本公开还涉及包括容器的电子设备，该容器以如下方式包括气态氧化剂组分：气态氧化组分可以从该容器转移到该电子设备的内部气体空间。
[0013]
如本文所述，具有内部空间和设置在该内部空间内的一个或多个电子部件的多种电子设备可以受益于具有容器，该容器包括可以被释放到内部空间中的气态氧化剂组分和/或在组装该电子设备之后以及在如本文中所述的其使用寿命的至少一部分期间生成气态氧化剂组分的组合物。在一些实施例中，电子设备是数据存储设备。数据存储设备的非限制性示例包括硬盘驱动器(内部和/或外部)、网络附接存储(nas)等。美国专利no.7,478,760(beatty等人)和no.7,695,547(smith)中报告了硬盘驱动器的示例，其中所述专利的全部内容通过引用并入本文。
[0014]
例如，在一些实施例中，为了在盘驱动器中获得期望的性能和可靠性特性，操作气氛(operating atmosphere)可以包括在驱动器的整个操作寿命内气体混合物的初始填充，该气体混合物包括主要地氦气以及由气态氧化剂组分(氧化剂)组成的第二次要气体部分。主要是氦气环境的目的是减少气体湍流引起的驱动器内部部件的振动，以促进在100nm或更小的盘磁道宽度上的磁道跟踪能力。第二次要气体组分，气态氧化剂组分可以氧化无机和/或有机材料，并且根据需要限制它们在电子设备(诸如硬盘驱动器)的内部内的一个或多个部件上的积聚(例如，以将内部空间内的一个或多个电子部件保持在竣工条件下)。气态氧化剂组分与无机和/或有机材料之间的化学反应被认为会导致气态副产物的形成，该气态副产物可自由运输走。
[0015]
已经观察到，不幸的是，焊接hdd中包含的氧气浓度会随着时间而下降。氧气浓度的下降速率可以取决于各种因素，诸如一个或多个驱动操作条件。氧气随时间的损失可以归因于氧气和内部驱动部件之间的化学反应。此类内部驱动部件包括但不限于记录介质、活性炭和含铁金属部件。在hdd的使用寿命内，所测量的氧气损失速率预期会导致氧气浓度下降到所需浓度以下。
[0016]
电子设备的内部气体空间可以包括氦气以保持足够的振动缓解。随着氦含量下降(例如，从100％开始)，驱动机构的振动性能会降低，这表明将非氦氧化气体成分限制在所需的最小摩尔分数会是有益的。基于内部气体空间中的总气体，氦气以99％或更低(例如，从80％到99％，从80％到95％，从85％到95％，或甚至从85％到90％)的摩尔分数存在于内部气体空间中。
[0017]
电子设备的内部气体空间可以在25℃时具有20％或更低、在25℃时具有15％或更低、在25℃时为10％或更低、在25℃时具有5％或更低、或甚至在25℃时具有1％或更低的标称相对湿度。
[0018]
在一些实施例中，电子设备可以是气密密封的电子设备，其可以由例如，在电子设备密封后(例如，焊接的hdd)从该电子设备泄漏的气体量来限定。在一些实施例中，内部气体空间包括氦气并且气密密封的电子设备在25℃时具有50
×
10^-8atm(大气)cc(立方厘米)/秒或更低、20
×
10^-8atm cc/秒或更低、10
×
10^-8atm cc/秒或更低、在25℃时具有5
×
10^-8atmcc/秒或更低、或甚至在25℃时具有4.2
×
10^-8atm cc/秒或更低的氦泄漏率。
[0019]
本公开涉及在各种操作条件下和给定时间段内(例如，在驱动器的整个寿命内)将电子设备的内部气体空间中气态氧化剂组分的浓度保持在所需的范围内。保持气态氧化剂组分的优点是将氦摩尔分数保持在所需的水平，以帮助提供良好的机械振动环境，同时保持所需的气态氧化剂组分的供应，以减少或防止由于不充足的氧化剂供应而导致的一个或多个内部电子驱动部件的性能减损。
[0020]
根据一个方面，本公开包括用于以被选择为保持如本文所述的气态氧化剂组分的所需浓度的速率从组合物生成气态氧化剂组分气态氧化剂的被动方法。如本文所使用的，“气态氧化剂组分”包括一个或多个氧化剂物种。氧化剂物种的非限制性示例包括原子氧、分子氧、臭氧、一氧化二氮、过氧化氢、氧自由基、双氧自由基，及它们的混合物。
[0021]
可以基于一个或多个因素(诸如电子设备的内部空间中气态氧化剂组分的目标摩尔分数、该组合物将暴露于的电子设备的操作温度、电子设备的使用寿命等)选择生成气态氧化剂组分的组合物的类型和量。在一些实施例中，组合物可以被包括在电子设备中，该电子设备在最初组装时已经被氦/氧化性气体物种的气体混合物初始地填充。
[0022]
在一些实施例中，生成气态氧化剂组分的组合物被选择为生成气态氧化剂组分的类型和量，使得气态氧化剂组分在内部气体空间中保持在基于内部气体空间中总气体的从0.1到小于20摩尔百分比范围内的摩尔分数；在基于内部气体空间中总气体的从0.1到15摩尔百分比范围内的摩尔分数；在基于内部气体空间中总气体的从0.1到10摩尔百分比范围内的摩尔分数；在基于内部气体空间中总气体的从0.1到5摩尔百分比范围内的摩尔分数；在基于内部气体空间中总气体的从0.5到5摩尔百分比范围内的摩尔分数；在基于内部气体空间中总气体的从0.5到4摩尔百分比范围内的摩尔分数；或甚至在基于内部气体空间中总气体的从1.5到3摩尔百分比范围内的摩尔分数。
[0023]
生成气态氧化剂组分的组合物被选择为生成气态氧化剂组分的类型和量，使得在电子设备(例如，硬盘驱动器)已经被最终组装并且准备好使用之后，气态氧化剂组分在所需时间段内(例如，该硬盘驱动器的使用寿命的至少一部分)在内部气体空间中保持在所需的摩尔分数。在一些实施例中，生成气态氧化剂组分的组合物被选择为生成气态氧化剂组分的类型和量，使得气态氧化剂组分在至少两个月，或甚至至少六个月的时间段内在内部气体空间中保持在所需的摩尔分数。在一些实施例中，生成气态氧化剂组分的组合物被选择为生成气态氧化剂组分的类型和量，使得气态氧化剂组分在长达3年、长达4年、长达5年、长达6年、长达7年、长达8年或甚至长达9年的时间段内在内部气体空间中保持在所需的摩尔分数。
[0024]
生成气态氧化剂组分的组合物被选择为在一个或多个操作温度下以所需的速率被动地生成气态氧化剂组分的类型和量。在一些实施例中，生成气态氧化剂组分的组合物被选择为在5℃到75℃、5℃到65℃、或甚至30℃到60℃的范围内的操作温度下以所需的速率生成气态氧化剂组分的类型和量。如上文所描述的，对于组合物被动地生成气态氧化剂
组分的实施例，组合物可以被选择为使得其以足够慢的速率生成气态氧化剂组分，使得该组合物可以持续电子设备的使用寿命的所需部分。
[0025]
被动生产气态氧化剂组分是指材料的分解或者两种或更多种材料通过它们固有的物理和化学性质的反应导致气态氧化剂以足以在电子设备(诸如硬盘驱动器)中保持气态氧化剂组分的所需浓度的速率产生气态氧化剂组分。气态氧化剂组分的被动生成与气态氧化剂组分的主动生成相反，气态氧化剂组分的主动生成是指主动机制(诸如热、光、电化学、注入电子和/或水中的一个或多个)的受控应用于氧释放化合物，以控制产生氧的速率。
[0026]
选择用来分解或与其他物质反应的材料可以独立地是固体、液体或气体的形式。
[0027]
生成氧化剂物种的非限制性示例如下所示。例如，下文的方程式1、2、3和4示出了可以根据本公开生成的氧化剂物种c。在一些实施例中，氧化剂物种c由于其良好的稳定性而为分子氧(o2)和/或一氧化二氮。
[0028]
在一些实施例中，a的分解速率可以被化学地加速。例如，催化剂可以用于加速a的分解速率。
[0029]
在一些实施例中，a的分解速率可以被化学地减缓。例如，稳定剂可以用于减缓a的分解速率。
[0030]
在一些实施例中，如下文所讨论的，如果a的分解发生在设置在电子设备中的袋或容器内，则该袋或容器可以包括可以控制氧化剂物种c扩散到数据存储设备的内部空间的速率的屏障材料(例如，膜)，在该内部空间中，氧化剂物种c可以根据所需氧化换能器结构的无机材料和有机材料。
[0031]
在下面的方程式1-4中，a是用于在驱动器中生成氧化剂物种c的化学组合物，b是分解的副产品，c是氧化剂物种，d是分解的次级副产品，e是催化剂、稳定剂和/或屏障。副产品b和副产品d的非限制性示例包括但不限于水、二氧化碳、一氧化碳、盐、卤化化合物、金属氧化物、含硫物种、含氮物种(例如，氮氧化物)等，及它们的混合物。
[0032]
a
→
b+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式1
[0033]
a
→
b+c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式2
[0034]
a+e
→
b+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式3
[0035]
a+e
→
b+c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式4
[0036]
在一些实施例中，分子氧是如下的所需氧化剂物种“c”：
[0037]
a
→
b+o2[0038]
a
→
b+o2+d
[0039]
a+e
→
b+o2[0040]
a+e
→
b+o2+d
[0041]
化学物种a包括但不限于包含氧-氧键的化合物，该化合物包括但不限于过氧化氢、过氧化合物、有机过氧化物、有机过氧化氢、过氧酸、无机过氧化物、无机过氧化氢、过碳酸盐、过硼酸盐、过磷酸盐、过硫酸盐、过氧水合物盐、含氧化合物、某些氧化物，及它们的混合物。化学物种a还可以包括复合或结合分子氧、过氧化氢、臭氧、氧自由基或双氧自由基的化合物。化学物种a还可以包括富氧化合物，诸如氯酸盐、溴酸盐、碘酸盐、高氯酸盐、高碘酸盐、高锰酸盐、铬酸盐等。
[0042]
在一些实施例中，“a”包括过氧化钙、过氧化镁、过氧化钡、过氧化锌、过氧化镉、过
氧化锶、过氧化锂、过氧化钠、过氧化钾、过氧化锂镍、超氧化钾、过碳酸钠、过碳酸钾、过碳酸钙、过碳酸镁、过硼酸钠、四水过硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸钙、过硼酸镁、高锰酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾和其他过氧水合物盐(诸如焦磷酸钾过氧化水合物和硫酸钠过氧化氢氯化钠加合物)，及它们的混合物。在一些实施例中，“a”包括过氧化钙、过氧化镁、过氧化锂、超氧化钾、过氧化钠、过氧化锌、过碳酸钠、过硼酸钠、过硫酸钾和过硫酸钠、氧化银、氧化金，及它们的混合物。本发明中有用的过氧水合物盐在us3650705、us3140149、us4323465和us4005182中进行了描述，其中每一个专利文件的全部内容通过引用并入本文。
[0043]
在一些实施例中，催化剂“e”包括过渡金属氧化物、过渡金属化合物、锰氧化物、锰化合物、高锰酸钾、铜氧化物、铜化合物、镍氧化物、钒氧化物、钒化合物、铁氧化物、铁化合物、砷化合物、铅氧化物、铅化合物、锡氧化物、锡化合物，及它们的混合物中的一个或多个。任选催化剂可以以0.1-10％wt.并且更优选地1-5％wt.的浓度被添加到产氧化合物中。
[0044]
如上文所提到的，分解为氧化剂物种c的组合物a可以是固体、液体或气体形式。在一些实施例中，组合物是以固体形式。
[0045]
生成气态氧化剂的固体组合物的分解反应的非限制性示例包括：
[0046]
cao
2(s)
--
>cao
(s)
+0.5o
2(g)
[0047]
zno
2(s)
--
>zno
(s)
+0.5o
2(g)
[0048]
mgo
2(s)
--
>mgo
(s)
+0.5o
2(g)
[0049]
2ko
2(s)
--
>k2o
(s)
+1.5o
2(g)
[0050]
li2o
2(s)
--
>li2o
(s)
+0.5o
2(g)
[0051]
na2co3·
1.5h2o
2(s)
--
>na2co
3(s)
+1.5h2o
(g)
+0.75o
2(g)
[0052]
k2s2o
8(s)
--
>k2s2o
7(s)
+0.5o
2(g)
[0053]
nabo3·
h2o
(s)
--
>nabo
2(s)
+h2o
(g)
+0.5o
2(g)
[0054]
催化反应(催化剂＝mno
2(s)
)的非限制性示例包括如下：
[0055]
cao
2(s)
+0.05mno
2(s)
--
>cao
(s)
+0.5o
2(g)
+0.05mno
2(s)
[0056]
li2o
2(s)
+0.05v2o
3(s)
--
>li2o
(s)
+0.5o
2(g)
+0.05v2o
3(s)
[0057]
对过碳酸钠执行热重分析。过碳酸钠分解为碳酸钠和过氧化氢，进而根据以下方程式分解为水和氧气：
[0058]
na2co3·
1.5h2o
2(s)
--
>na2co
3(s)
+1.5h2o
(g)
+0.75o
2(g)
[0059]
观察到当在ta 5500热重分析仪中，在氮气(25ml/min)下以10℃/min的速率加热20mg样本的过碳酸钠时，该样本在150℃下完全分解。在25ml/min的氮流下80℃、90℃和100℃下2小时等温线表明，与80℃相比，过碳酸钠在100℃下分解相对较多。最后，观察当过碳酸钠在60℃下加热24小时时的过碳酸钠重量损失率(％)对时间，结果表明，0.440％的过碳酸钠被分解。当被放置于在45-75℃的温度下操作的硬盘驱动器中时，过碳酸钠预期会以所需方式生成气态氧化剂组分。为了帮助控制氧气释放到硬盘驱动器内部气体空间中，可以将过碳酸钠放置在可控渗透性的容器内部(见下文的讨论)。
[0060]
在一些实施例中，如下面的方程式5-8所示，生成氧化剂物种的化学组合物是两种或更多种化学物种f和g的混合物，它们相互反应以生成氧化剂物种c。
[0061]
f+g
→
b+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式5
[0062]
f+g
→
b+c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式6
[0063]
f+g+e
→
b+c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式7
[0064]
f+g+e
→
b+c+d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程式8
[0065]
其中f和g是在电子设备(例如，硬盘驱动器)中相互反应时生成氧化剂物种c的反应物，b是该反应的副产品，c是氧化剂物种，d是反应的次级产品，e是催化剂、稳定剂或屏障。如上文所提到的，f和g可以各自独立地是固态、液态或气态的形式。在一些实施例中，生成氧化剂物种c的化学组合物f与气态或液体物种g反应以产生氧化剂物种c。取决于电子设备(例如，硬盘驱动器)内部内的条件(例如，温度和压力)，b、c和d可以各自独立地是固体、液体或气体的形式。
[0066]
可以各自选择f和g以提供所需的反应速率并且生成所需浓度的气态氧化剂组分。在一些实施例中，至少一种反应物包含至少一种过氧化物。在一些实施例中，第一反应物选自过氧化钙、过氧化锂、过氧化钠、过氧化钾、氯酸钠，及它们的混合物。在一些实施例中，第二反应物选自液态水、气态水、气态二氧化碳、固态铁，及它们的混合物。反应系统的非限制性示例如下所示：
[0067]
cao
2(s)
+co
2(g)
--
>caco
3(s)
+0.5o
2(g)
[0068]
li2o
2(s)
+co
2(g)
--
>li2co
3(s)
+0.5o
2(g)
[0069]
cao
2(s)
+h2o
(l)
--
>ca(oh)
2(s)
+0.5o
2(g)
[0070]
li2o
2(s)
+h2o
(l)
--
>2li(oh)
(s)
+0.5o
2(g)
[0071]
na2o
2(s)
+h2o
(l)
--
>2na(oh)
(s)
+0.5o
2(g)
[0072]
2ko
2(s)
+h2o
(l)
--
>2k(oh)
(s)
+1.5o
2(g)
[0073]
na2o
2(s)
+h2o
(g)
--
>2na(oh)
(s)
+0.5o
2(g)
[0074]
2ko
2(s)
+h2o
(g)
--
>2k(oh)
(s)
+1.5o
2(g)
[0075]
na2o
2(s)
+co
2(g)
--
>na2co
3(s)
+0.5o
2(g)
[0076]
2naclo
3(s)
+2fe
(s)
→
2nacl
(s)
+2feo
(s)
+2o
2(g)
[0077]
k2o
2(s)
+h2o
(l)
--
>2k(oh)
(s)
+0.5o
2(g)
[0078]
在一些实施例中，如上文关于a的分解类似地描述的，以下中的一个或多个可以与f和g的选择结合使用：1)加速f和g的反应的催化剂，2)减缓f和g的反应的稳定剂，和/或3)控制氧化剂物种c的扩散速率的屏障膜或材料。例如，可以通过添加催化剂材料、稳定剂和/或屏障膜/材料来从纯化合物的速率改变此类反应系统的速率，以保持驱动器内部所需的氧分压。可能的催化剂包括但不限于过渡金属氧化物和过渡金属化合物、锰氧化物、锰化合物、高锰酸钾、铜氧化物、铜化合物、镍氧化物、钒氧化物、钒化合物、铁氧化物、铁化合物、砷化合物、铅氧化物、铅化合物、锡氧化物和锡化合物。
[0079]
在一些实施例中，使用具有所需动力学的第二化学反应以原位产生反应物f。反应物f的原位生成的非限制性示例如下：分解碳酸氢钠或碳酸氢钾以产生水和二氧化碳；新生的水和二氧化碳随后与超氧化钾或过氧化锂(如下所示)原位反应来以所需的速率生成氧气。
[0080]
2nahco
3(s)
--
>na2co
3(s)
+h2o
(g)
+co
2(g)
[0081]
li2o
2(s)
+h2o
(g)
--
>2lioh
(s)
+0.5o
2(g)
[0082]
li2o
2(s)
+co
2(g)
--
>li2co
3(s)
+0.5o
2(g)
[0083]
取决于温度，一些化学物种可以以多种形式存在，例如水可以以液体形式和/或气
体形式存在且反应。
[0084]
图1示出了基于透水容器101内部的水103的被动设备100的示意表示。在一个实施例中，液态水103包含在容器101中，容器101具有对水具有受控渗透性的容器的至少一部分(例如，外壳的至少一部分)。容器101的至少一部分可以与以所需的反应速率与水反应的氧释放化合物104接触。氧释放化合物104包含在容器102中。
[0085]
容器101可以具有任何所需的形状。容器101可以是胶囊、小瓶或微球。如所示，容器可以任选地具有带盖的开口。水通过容器101的渗透速率可以控制生成氧气的反应速率。瓶/管/小瓶101可以由透水材料制成，并且允许水通过瓶101转移到周围的可以与水103反应的氧气生成化学品104中。
[0086]
在一些实施例中，在生产期间可以将生成气态氧化剂组分的固体组合物(诸如此类组合物的料粒或其他制剂)放置在驱动器内部。
[0087]
在一些实施例中，容器可以设置在电子设备内，其中该容器最初填充有气态氧化剂组分和/或包含可以生成气态氧化剂组分的组合物。根据本发明的容器可以被配置为允许气态氧化剂组分从容器内部转移到外壳的内部气体空间，以将气态氧化剂组分保持在如上文所描述的摩尔分数。选择容器和任何相关的组分可以取决于容器最初是否填充有气态氧化剂组分和/或可以生成气态氧化剂组分的组合物的类型和量。选择容器也可以取决于它是如何被并入到电子设备(例如，hdd)中，以将气态氧化剂释放到电子设备的内部空间中。例如，容器是否被配置为被动地和/或主动地允许气态氧化剂组分从容器内部可控制地转移到外壳的内部气体空间。
[0088]
最初填充有气态氧化剂组分和/或包含可以生成气态氧化剂组分的组合物的容器可以具有任何所需的形状，包括球体、圆柱体、圆锥体、棱柱体、立方体、棱锥体或矩形棱柱体，及它们的组合体。此外，容器可以是单个容器或多个单独的容器。
[0089]
在一些实施例中，容器被设置在环境控制模块内。在其他实施例中，容器是环境控制模块。
[0090]
可以生成气态氧化剂组分的组合物可以以氧气会通过自然的自发分解反应释放并穿过可渗透膜到内部硬盘驱动器内部容积的方式被包含在容器中，同时在容器内包含大块固体材料(例如，颗粒剂、粒料等)。
[0091]
在一些实施例中，容器的至少一部分对于一种或多种氧化剂(诸如，分子氧)是可渗透的。例如，容器可以包括对于气态氧化剂组分是可渗透的并且允许该气态氧化剂组分从该容器内部转移到外壳的内部气体空间的膜。与根据本公开的容器一起使用或用作根据本公开的容器的氧可渗透材料包括聚合物、塑料、橡胶、弹性体、有机涂层、薄玻璃、和薄陶瓷。在一些实施例中，此类材料具有在0.0001与1000(ml mm)/(m
2 d atm)之间的氧渗透系数，例如，在0.01与100(ml mm)/(m
2 d atm)之间的氧渗透系数。在一些细节中，说明性可渗透聚合物包括低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、尼龙、聚碳酸酯、聚酰亚胺，及它们的组合。氧可渗透膜包括单层膜或多层膜。在一些实施例中，氧可渗透膜可以具有从大于0密耳到500密耳、从1密耳到100密耳、或甚至从2密耳到30密耳的厚度。在一些实施例中，氧可渗透材料具有随温度增加的渗透系数。在一些实施例中，容器的一部分可以由氧不可渗透材料制成，并且容器的部分由氧可渗透材料制成。例如，容器的一部分可以由氧不可渗透材料(诸如金属或玻璃)
制成，并且由由氧可渗透膜制成的、以任何所需方式(例如，经由胶水)被固定在容器上的盖子密封。
[0092]
在一些实施例中，整个容器由氧可渗透膜制成。例如，此类容器可以是在将可以生成气态氧化剂组分的组合物放置在袋中之后被密封的袋，或者该容器可以是具有被固定在该容器上的螺纹盖的小瓶。
[0093]
在一些实施例中，容器可任选地包含其他材料(诸如捕获次级降解产物的吸收剂)。例如，可以包括吸水材料以吸收从氧气产生反应生成的水。这种水可以催化，例如，加速氧气产生反应和/或导致容器中的压力增加到过度的程度。
[0094]
在本文中在下文中描述可以包含生成气态氧化剂组分的组合物和/或可以填充有(并加压有)气态氧化剂组分的容器的非限制性示例。
[0095]
图2示出了被动地允许气态氧化剂组分从该容器内部转移到外部的容器的非限制性示例。如图2所示，容器200的外壳201对于氧气不可渗透，而盖203密封入任何固体颗粒202(例如，产氧材料和任选的水吸收剂(例如，分子筛))，但对氧气是可渗透的。如图2所示，氧可渗透膜203可以经由围绕外壳201的开口的胶珠204固定到外壳201上。
[0096]
任选地，盖203可以由取决于例如，材料的温度改变相对于气态氧化剂组分的渗透性的材料制成。例如，盖203可以由具有并入材料中的电气加热器的氧化物材料制成。加热器可以被控制以随着盖的温度变化而改变盖203对气态氧化剂组分的渗透性。加热器可以在盖203的内部或在盖203的顶部。整个容器200也可以被加热。
[0097]
在一些实施例中，容器(例如，胶囊)可以承受1到40个大气压。在一些实施例中，两件式胶囊的一半可以由一种材料制成，另一半由另一种材料制成。例如，金属的一半和聚合物的一半。
[0098]
在一个实验中，根据下表1中的条件，在与图2中的容器200类似的容器中测试过碳酸钠(spc)。容器被放置在hdd中，该hdd按照正常的制造程序进行密封，并且将驱动器放置在60c的腔室中。随时间跟踪驱动器的压力。使用驱动器压力传感器监测时间的内部驱动器压力，并且在实验结束时使用残余气体分析仪确认驱动器中的压力增加是由于氧气生成。组a包括用于膜203的膜1，其为硅树脂/特氟龙(teflon)隔膜(具有高的氧渗透率的对照)。室温下的氧渗透率＝200-4000(ml mm)/(m
2 d atm)。组b包括用于膜203的膜b，其是来自专业塑料(professional plastics)的10密耳厚的pvdf膜。室温下的氧渗透率＝1-5(ml mm)/(m
2 d atm)。
[0099]
表1
[0100][0101]
针对组a和组b观察压力与时间的关系。与特氟龙
tm
(teflon
tm
)隔膜相比，包括聚偏二氟乙烯(pvdf)的容器减缓了从容器的氧气的释放。
[0102]
在一些实施例中，容器可以包括阀，该阀可以从关闭位置被致动到打开位置，以允许气态氧化剂组分从容器内部流到外壳的内部气体空间。
[0103]
图3示出了具有渗透层和微型阀的双腔室容器300的非限制性示例，其工作类似于2级调节器。
[0104]
容器300包括生成气态氧化剂组分的组合物304。替代地，可以利用气态氧化剂组分对容器进行填充(并加压)(例如，高达5-10atm或更高的压力)，以允许氧化剂组分从容器受控制地释放到电子设备(例如，hdd)的内部空间，以提供使氧化剂组分的浓度在所需时间段内保持在所需范围内的量的氧化剂组分。
[0105]
如所示，组合物304设置在相对较大的腔室303中，其中腔室303起到氧气储集器的作用。相比于腔室303，腔室301是相对较小的腔室，并且起到限定释放容积的作用。腔室301经由氧可渗透膜302与腔室303分离，该氧可渗透膜302被选择以在约1分钟到60天内，并且
更优选地在1天到15天内使腔室303和腔室301平衡。膜302的非限制性示例包括聚乙烯。如所示，网格310被定位在膜302与盖体305之间，以帮助避免膜302在约60℃的温度下的过度塑性变形。盖体305可以经由焊接或接合(例如，用粘合剂进行胶粘)固定到外壳308上。如所示，盖体305沿着联锁接合线被耦合到外壳308。盖体305还任选地包括机电微型阀315(例如，压电的或双金属的)，该机电微型阀315可以从关闭位置可控制地致动(例如，电气激活)到打开位置，以用于从容器300释放氧气。
[0106]
容器300足够小以适配在电子设备(诸如硬盘驱动器)的空腔内或甚至在电子设备(诸如硬盘驱动器)的空腔内部以及环境控制模块内。容器300可以由非弹性硬外壳308构成，这可以有助于保持电子设备内部的清洁。
[0107]
如所提及，容器300作用类似于两级调节器，以将压力(在数小时或数天的时间段内)类似于小型水肺罐那样从大腔室303平衡到小腔室301。在一些实施例中，氧气可以每4-6周从小腔室301被释放到电子设备的内部。例如，每周约1立方厘米的氧气可以从腔室303转移到腔室301。氧气可以经由阀315相对快地从腔室301被释放。阀泄漏率可以被选择为低至所需的那样(例如，每月约0.1立方厘米或更低)。
[0108]
图4a-图4d示出了根据本公开的包括可以将气态氧化剂组分生成到硬盘驱动器中的组合物的一个非限制性实施例。
[0109]
图4a示出了根据本公开的环境控制模块(ecm)410的概要视图，该环境控制模块(ecm)410安装在被移除了顶盖的硬盘驱动器(hdd)400中。
[0110]
ecm 410被称为“扩展的”ecm，因为ecm已经被修改以容纳可以生成气态氧化剂组分的组合物412。ecm 410可以包括ecm主体、可以生成气态氧化剂组分的固体组合物412、用于吸收水分的干燥剂413、膜(例如，膨体聚四氟乙烯(eptfe))416，该膜可以在ecm内包含固体颗粒物，同时至少对氧气是可渗透的，使得氧气可以从ecm 410转移到hdd 400的内部并被一个或多个氧化反应消耗。
[0111]
图4b是被移除了ecm 410以示出具有柔性连接器的pcc的垂直壁450的hdd 400的部分视图。
[0112]
图4c是位于音圈电机(vcm)420与坡道436之间的硬盘驱动器(hdd)400的角落中的扩展环境控制模块(ecm)410的另一个部分视图。ecm 410位于印刷电路连接器(pcc)隔板(不可见)的顶部。该扩展的ecm 410具有适于包含主动或被动氧气生成系统的内部容积。氧气生成器将被安装在ecm内。如图4d所示，氧气生成器是被动地生成气态氧化剂组分的固体组合物412。在该实施例中，氧气可以通过在ecm顶部上示出的可渗透膜416覆盖的孔径从部件460排出。
[0113]
pcc隔板包含许多电气导管以给vcm 420供电，并且以允许电气信号在记录头和hdd外部环境之间通过。它可以允许电气功率被传导到ecm410中的主动氧气生成器系统。
[0114]
图4d示出ecm 410的横截面图。如所示，黑色容积是对于氧气生成器412以及用于hdd内部湿度控制的干燥剂413可用的内部容积。
[0115]
替代地，根据本公开的容器(例如，小瓶、胶囊等)可以被放置在除ecm之外的hdd内的各种其他位置。例如，如图4a所示，容器可以被放置在空腔(诸如空腔470)中。空腔(诸如空腔470)可以已经存在于底座430中(例如，以管理拐角区域中的铸件的质量)。如上文所提到的，根据本公开的容器可以包含生成气态氧化剂组分的组合物和/或可以被填充有(并加
压有)气态氧化剂组分。
[0116]
进一步的示例：
[0117]
示例1.一种电子设备，包括：a)外壳，具有内部气体空间；b)一个或多个电子部件，被设置在所述外壳内；以及c)组合物，该组合物能够生成气态氧化剂组分，其中能够生成所述气态氧化剂组分以基于所述内部气体空间中的总气体的从0.1到小于20摩尔百分比的范围内的摩尔分数提供所述内部气体空间中的所述气态氧化剂组分。
[0118]
示例2.如示例1所述的电子设备，其中，所述组合物被动地生成所述气态氧化剂组分。
[0119]
示例3.如示例2所述的电子设备，其中，所述组合物包括被动地分解以生成氧化剂物种的化合物。
[0120]
示例4.如示例3所述的电子设备，其中，所述组合物包括选自以下各项的化合物：过氧化钙、过氧化镁、过氧化钡、过氧化锌、过氧化镉、过氧化锶、过氧化锂、过氧化钠、过氧化钾、过氧化锂镍、超氧化钾、过碳酸钠、过碳酸钾、过碳酸钙、过碳酸镁、过硼酸钠、四水过硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸钙、过硼酸镁、高锰酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾和其他过氧水合物盐，诸如焦磷酸钾过氧化水合物和硫酸钠过氧化氢氯化钠加合物，及所述各项的混合物。
[0121]
示例5.如示例1所述的电子设备，其中，所述组合物至少包括过碳酸钠。
[0122]
示例6.如示例1所述的电子设备，其中，所述组合物进一步包括选自以下各项中的一项或多项的催化剂：过渡金属氧化物、过渡金属化合物、锰氧化物、锰化合物、高锰酸钾、铜氧化物、铜化合物、镍氧化物、钒氧化物、钒化合物、铁氧化物、铁化合物、砷化合物、铅氧化物、铅化合物、锡氧化物、锡化合物，及所述各项的混合物。
[0123]
示例7.如示例1所述的电子设备，其中，所述组合物包括彼此反应以生成氧化剂物种的至少两种反应物。
[0124]
示例8.如示例7所述的电子设备，其中，所述组合物至少包括选自以下各项的第一反应物：过氧化钙、过氧化锂、过氧化钠、过氧化钾、氯酸钠及所述各项的混合物，以及选自以下各项的第二反应物：液态水、气态水、气态二氧化碳、固态铁及所述各项的混合物。
[0125]
示例9.如示例7所述的电子设备，其中，所述组合物进一步包括选自以下各项的催化剂：锰氧化物、高锰酸钾、铜氧化物、镍氧化物、钒氧化物、铁氧化物，及其组合。
[0126]
示例10.如示例1所述的电子设备，其中，所述内部气体空间包括氦气，其中所述氦气以基于所述内部气体空间中的所述总气体的99％或更低的摩尔分数存在于所述内部气体空间中。
[0127]
示例11.如示例1所述的电子设备，其中，所述组合物能够在至少两个月的时间段内生成所述气态氧化剂组分。
[0128]
示例12.如示例1所述的电子设备，其中，所述内部气体空间在25℃下标称相对湿度为20％或更低。
[0129]
示例13.如示例1所述的电子设备，进一步包括设置在所述电子设备内的容器，其中能够生成气态氧化剂组分的所述组合物设置在所述容器内。
[0130]
示例14.如示例13所述的电子设备，其中，所述容器被配置为允许气态氧化剂组分从所述容器的内部转移到所述外壳的所述内部气体空间。
[0131]
示例15.如示例14所述的电子设备，其中，所述容器被配置为允许气态氧化剂组分
从所述容器的内部可控制地转移到所述外壳的所述内部气体空间，以将所述气态氧化剂组分保持在基于所述内部气体空间中的所述总气体的从0.1到小于20摩尔百分比的范围内的摩尔分数。
[0132]
示例16.如示例15所述的电子设备，其中，所述容器被配置为被动地和/或主动地允许气态氧化剂组分从所述容器的内部可控制地转移到所述外壳的所述内部气体空间，其中所述容器设置在环境控制模块内或所述容器是环境控制模块。
[0133]
示例17.如示例16所述的电子设备，其中，所述容器包括膜，所述膜对于气态氧化剂组分是可渗透的并且允许气态氧化剂组分从所述容器的内部转移到所述外壳的所述内部气体空间和/或其中所述容器包括阀，所述阀能够从关闭位置被致动到打开位置以允许气态氧化剂组分从所述容器的内部流到所述外壳的所述内部气体空间。
[0134]
示例18.如示例1所述的电子设备，其中，所述内部气体空间包括氦气，并且所述设备在25℃下具有50
×
10^-8atm(大气)cc(立方厘米)/秒或更低的氦泄漏率。
[0135]
示例19.一种在电子设备中生成气态氧化剂组分的方法，其中，所述方法包括：a)提供电子设备，所述电子设备包括：i)外壳，所述外壳具有内部气体空间；ii)一个或多个电子部件，被设置在所述外壳内；以及iii)组合物，能够生成气态氧化剂组分，其中能够生成所述气态氧化剂组分以基于所述内部气体空间中的总气体的从0.1到小于20摩尔百分比的范围内的摩尔分数提供所述内部气体空间中的所述气态氧化剂组分；以及b)在导致所述组合物被动地分解并且生成所述气态氧化剂组分的温度下操作所述电子设备气态氧化剂。
[0136]
示例20.一种电子设备，包括：a)外壳，所述外壳具有内部气体空间；b)一个或多个电子部件，被设置在所述外壳内；以及c)容器，被设置在所述电子设备内，其中所述容器包括气态氧化剂组分，其中所述容器被配置为被动地和/或主动地允许气态氧化剂组分从所述容器的内部可控制地转移到所述外壳的所述内部气体空间。