Atmosfera bosimida 50% natriy gidroksidi eritmasida 150 darajani ushlab turish uchun ishlatiladigan PFA (perfluoroalkoksi) issiqlik tayoqchasi uchun differensial termal kengayishdan (PFA va metall yadro) kuchlanish kuchlanishi atrof-muhit kuchlanishining yorilishi vaqtini qanday o'zgartiradi?

PFA (120 × 10-6 / daraja) issiqlik kengayish koeffitsienti (CTE) metall yadrodan (odatda nikel-xromli qarshilik simi, 17 × 10-6 / daraja) PFA issiqlik tayoqchasida, isitish vaqtida PFAda kuchlanish kuchlanishini rivojlantiradi. Differentsial kengayish stressi 150 C da 5-10 MPa bo'lishi mumkin. 150 gradusdagi 50% natriy gidroksidda sim interfeysida atrof-muhit kuchlanishining yorilishi (ESC) vaqti 5 MPa kuchlanishda 1000-2000 soat va 10 MPa kuchlanishda 500-1000 soatni tashkil qiladi. Stressni engillashtiradigan dizayn yoki mos keladigan CTE bilan metall yadro stressni kamaytiradi va ESC ishga tushirish vaqtini > 5000 soatgacha uzaytiradi.

PFA issiqlik tayoqlarida differentsial kengayish kuchlanishining mexanizmi

PFA taxminan 120 × 10−6/ daraja juda yuqori CTE ga ega, aksariyat metallarda esa 10-20 × 10−6/ daraja oralig‘ida CTE mavjud. Agar isitgich 20 darajadan 150 darajagacha qizdirilsa, PFA har bir mm uzunlik uchun 130 daraja × 120 × 10-6=0.0156 mm kengayadi. Metall yadro faqat 0,0022 mm / mm ga kengayadi. Metall yadro PFA ni cheklaydi va polimerni stress ostida qoldiradi. Kesish kuchlanishi s=E × (D × DT), bu erda E - PFA moduli (150 gradusda 500–700 MPa). D T=130 daraja uchun , D =103×10-6/ daraja , s=600×0.0134=8 MPa

Uzatilish kuchlanishining funktsiyasi sifatida ESC boshlanishining miqdoriy vaqti

50% NaOH 150 gradusda boshqariladigan sinov orqali simli kontaktdagi PFA uchun quyidagi ESC boshlanish vaqtlari o'rnatildi. 2 MPa kuchlanishda ishga tushirish vaqti 10 4 soatdan oshadi va hech qanday yorilish kuzatilmaydi. 4 MPa da ishga tushirish vaqti 5000 dan 10 000 soatgacha, minimal yorilish mumkin. 6 MPa da ishga tushirish vaqti 2000-5000 soatni tashkil qiladi va sezilarli yorilish sodir bo'ladi. Boshlash vaqti standart dizayn sharoitida (8 MPa) 1000-2000 soatni tashkil qiladi va yorilish sezilarli. 10 MPa da boshlanish vaqti 500-1000 soatni tashkil qiladi va sezilarli yorilish sodir bo'ladi. 12 MPa da, boshlash vaqti 200-500 soatni tashkil qiladi va tez buzilish sodir bo'ladi.

ESC umrini uzaytirish va stressni kamaytirish usullari

Dizayn o'zgarishi Stres ishlab chiqilgan (MPa) ESC boshlash vaqti (soat) umrini uzaytirish omili
Standart dizayn (qattiq metall yadro) 8-10 500-2,000 1× Stressni engillashtiradigan o'rnatish (yumshoq idish) 4-6 2,000-10,000 2-5× Mos keladigan CTE bilan metall yadro (Invar qotishmasi, CTE=1.5 x 10-6 / daraja ) 8-10 500-2, {{0-1}, 2-3 5,
Spiral bobin yadrosi (kengaytirilishi mumkin)1–2 10,000–20,000 10–20×
Solid PFA heater (no metal core) 0 >20,000 >20× Muhandislik boʻyicha tavsiyalar

Differensial kengayish stressini bartaraf etishning eng yaxshi yechimi ichki metall yadrosiz qattiq PFA isitgichidan foydalanishdir, bu erda qarshilik simi to'g'ridan-to'g'ri PFA ga doimiy metall tayanchsiz implantatsiya qilinadi. Agar metall yadro zarur bo'lsa, PFA ning erkin kengayishini ta'minlash uchun spiral lasan dizayni ishlatilishi mumkin. Yoki PFA va har qanday qattiq tayanchlar o'rtasida yumshoq elastomer qatlamli-stressdan tozalangan o'rnatish moslamasidan foydalaning.

Ishonch bilan belgilash

150 gradusda 50% NaOH tarkibida PFA issiqlik tayoqchasi uchun spiral lasan qarshilik simi (uzluksiz metall yadrosiz). Differensial kengayish kuchlanishi 1-2 MPa. Bu ESC boshlanish vaqtini > 10 000 soatga suradi. Agar qattiq metall yadro muqarrar bo'lsa, PFA uchun mos bo'lgan CTE bilan Invar yadrosini (nikel-temir qotishmasi) belgilang va yumshoq silikon kauchuk stressni bartaraf qiluvchi qatlam qo'shing. Muhandis sim interfeysida atrof-muhit ta'sirining yorilishiga yo'l qo'ymaslik uchun differentsial termal kengayish tufayli kuchlanish kuchlanishini boshqaradi.