PTFE{0}}qoplamali po'lat plastinaning termal kengayishi minglab tsikllarda qoplamaning yopishishiga qanday ta'sir qiladi?

Yuz tsikldan keyin benuqson ko‘rinadigan PTFE{0}}qoplamali po‘lat isitish plitasi o‘n mingdan so‘ng biroz qabariq va qirg‘oqlari tozalana boshlaydi. Asosiy sabab kimyoviy hujum emas, balki tinimsiz mexanik kuchlanish-po'lat issiqlik bilan kengayadi, lekin PTFE qoplamasi unga ergashishni xohlamaydi va bu jim{3}}urush-atom bog'lanish chizig'ida olib borilmoqda. PTFE qoplamasining termal kengayishi yopishqoq po'lat plitalarning xatti-harakatini tushunish, ko'p yillar davomida isitish va sovutish davriga bardosh beradigan qoplamalarni aniqlash uchun juda muhimdir.

Issiqlik kengayishining mos kelmasligi koeffitsienti
Barcha materiallar qizdirilganda kengayadi va sovutilganda qisqaradi. Issiqlik kengayish koeffitsienti (CTE) bu o'lchov o'zgarishining miqdorini belgilaydi. Qoplangan plastinkaning ikkita asosiy komponentining CTE qiymatlari keskin farq qiladi:

PTFE (politetrafloroetilen): ~ 120 × 10-6 / daraja (20-100 daraja oralig'ida)

316L zanglamaydigan po'lat: Taxminan . 17 ×10⁻⁶/ daraja

Biroq, haroratning bir xil o'zgarishi uchun PTFE po'latdan taxminan etti marta kengayadi. Po'lat, 20 darajadan 200 darajagacha qizdirilgan 300 mm kenglikdagi plastinada taxminan 0,9 mm kengayadi. Cheklanmagan PTFE taxminan 6,5 mm gacha kengayadi. Ammo PTFE qoplamasi bepul emas - u sirt po'latiga biriktirilgan. Bu qoplamaning burishishi va metall bilan qisqarishiga olib keladi, ichki kuchlanishni to'playdi.

Nima uchun PTFE yumshoqligi muammoni hal qilmaydi
Bir qarashda, PTFE ning yumshoqligi va moslashuvchanligi nomuvofiqlikni qoplagandek tuyulishi mumkin. Polimer bir oz (elastik tarzda) cho'zilishi mumkin. Ammo nosozlik ommaviy PTFEda emas, balki metallga yopishgan qattiq astar qatlamida. Ko'pgina yuqori samarali PTFE qoplamalari uchun astar,-yopishqoqlik-ustiga yupqa pishirilgan polimerlar, ko'pincha keramik plomba moddalari kerak bo'ladi. Ushbu primer PTFE dan po'latga yaqinroq CTE bilan qattiq va mo'rt.

Plastinka har safar qizdirilganda va soviganida, qoplamaning bog'lanish chizig'i mikroskopik mashqni oladi. Po'lat qizdirilganda u kengayadi va primer qatlamini tashqariga tortadi. Astar ustidagi PTFE ko'proq kengaytirishni xohlaydi, lekin ushlab turiladi. Bular interfeysda mikro-kesish kuchlanishiga olib keladi. Po'lat sovutganda qoplamani qisqartiradi va siqib chiqaradi. Bir tsiklda stresslar past bo'lishi mumkin. Biroq, minglab tsikllar davomida charchoq eng zaif joyda, odatda astar va metall o'rtasidagi yoki astar va oxirgi qoplama o'rtasidagi interfeysda paydo bo'ladi.

Tsiklik termal kengayish tufayli ishlamay qolish usullari
PTFE bilan qoplangan plastinalarda takroriy termal tsikldan so'ng ikkita turli xil nosozliklar kuzatiladi:

Qirralarni tozalash (yopishqoqlik etishmovchiligi) : Stresslar qoplama to'xtaydigan plastinkaning chetlarida to'plangan. Har bir tsiklda kesish kuchlanishi qoplamaning chetidan ichkariga tortiladi. Chegarada kichik yoriqlar paydo bo'lib, ular PTFE ning metall yuzasidan ko'tarilishiga olib keladi. Bu odatda metall-primer interfeysida aniq nosozlikdir.

Blisterlar (primerning birikishi buzilishi): Agar primer qatlami juda qattiq bo'lsa va ichki egiluvchanlik bo'lmasa, astarning o'zida mikro-yoriqlar paydo bo'ladi. Ushbu yoriqlar namlik yoki bug'ning yuqori qoplama ostiga tushishiga yo'l qo'yishi mumkin. Keyinchalik qizdirish ushlangan gazlarning kengayishiga va pufakchalar paydo bo'lishiga olib keladi. Ushbu nosozlik namunasi odatda qoplama yuzasi bulutli yoki rangsiz bo'lishidan oldin sodir bo'ladi.

Baholangan primer yechimi: Stressning moslashuvi
CTE nomuvofiqligi muammosini hal qilishning hozirgi yondashuvi ko'p qatlamli astar tizimidan foydalanish bo'lib, u asta-sekin qattiq, metall-biriktiruvchi kimyodan moslashuvchan, floropolimer{2}}do'stona qatlamga o'tadi. Bu darajali muvofiqlik chegarasi sifatida tanilgan.

U qanday ishlaydi: Dastlabki qatlam (to'g'ridan-to'g'ri po'latga qo'llaniladi) yuqori miqdorda yopishqoqlik kuchaytirgichlari va termal mos plomba moddalarini o'z ichiga oladi. U metallga agressiv yopishadi va po'latga yaqin CTE ga ega. Keyinchalik qatlamlar PTFE yoki boshqa mos keluvchi floropolimerlarning ortib borayotgan miqdorini o'z ichiga oladi. Har bir qatlam pastki qatlamga qaraganda biroz yuqori CTE va modulga ega. Yuqori primer yumshoq va egiluvchan bo'lib, PTFE ustki qoplamasiga juda mos keladi.

Stressni yutish mexanizmi: Plitalar qizdirilganda, kesish stressi bitta o'tkir interfeysda to'plangandan ko'ra, gradusli primerning qalinligi bo'ylab tarqaladi. Har bir qatlam biroz buzilib, kengayishdagi bir oz nomuvofiqlikni oladi. Natijada har qanday nuqtada sezilarli darajada pastroq cho'qqi stress bo'ladi. Haqiqatan ham, primer ichidagi bog'lanishning (metall yuzasida emas, balki) birikishining buzilishi tizimning kerakli darajada ishlashidan dalolat beradi - stress po'lat bilan muhim yopishtiruvchi birikmani buzish o'rniga, material plastik egilishi mumkin bo'lgan joyda so'riladi.

Foydani o'lchash: tsiklik testlar haqida ma'lumot
PTFE{0}}qoplangan plitkalarning gradusli astar qatlamlari bo'lgan va bo'lmagan xizmat muddatini tezlashtirilgan sinovlari sezilarli o'zgarishlarni ko'rsatadi. Odatda 2 qatlamli tizimlar (astar + yuqori qoplama) odatda atrof-muhitdan 200 darajagacha bo'lgan 2000-3000 issiqlik aylanishidan so'ng qirralarning qobig'ini ko'rsatadi. 4 yoki undan ortiq o'tish qatlamiga ega bo'lgan darajali primer tizimi ko'pincha yopishqoqlikni sezilarli darajada yo'qotmasdan 20 000 tsikldan omon qoladi. Yaxshilash darajali muvofiqlik dizaynidan kelib chiqadi.

Qoplamani tanlash: amaliy mulohazalar
Tez-tez harorat aylanishiga duchor bo'ladigan po'lat plitalar uchun PTFE qoplamasini belgilashda quyidagilarni e'tiborga olish kerak:

Astar qurilishi: Qatlamli yoki ko'p qatlamli astar mavjudligi haqida qoplama provayderidan so'rang. Barcha PTFE qoplamalari bu xususiyatga ega emas.

Maksimal ish harorati Yuqori harorat CTE mos kelmasligi stressini oshiradi. Jiddiy tsikl stressi 260 darajadan yuqori haroratlarda PTFE degradatsiyasi boshlanishidan ancha oldin sodir bo'ladi.

Plastinka qalinligi: Qalinroq plastinalar mutlaq ma'noda ko'proq kengayadi (bir xil CTE bilan) Yupqaroq plastinalar yanada moslashuvchan va ba'zi bir nomuvofiqlikni qoplash uchun egilishi mumkin, lekin ular tez qiziydi va soviydi, bu esa ko'proq aylanishlarga olib keladi.

Qirralarni ishlov berish: yumaloq yoki qirrali qirralar keskin 90 graduslik burchaklarga nisbatan stress kontsentratsiyasini kamaytiradi. Qoplama yuqori-stress zonasida to'satdan to'xtab qolmasligi uchun qizdirilgan maydondan biroz tashqariga chiqishi kerak.

Xulosa: Kimyo bo'yicha asosiy g'alaba
PTFE qoplamasining po'lat plastinaga uzoq-yopilishi nafaqat dastlabki bog'lanish kuchiga bog'liq. Bu astar kimyosining durdona asari bo'lib, odatda minglab tsikllardan keyin qoplamani yo'q qiladigan issiqlik kengayishining jim va takroriy bosimlarini o'zlashtiradi. Bunda CTE nomuvofiqligi halokatli nosozlik emas, balki dizayn parametridir, chunki darajali muvofiqlik interfeysi qatlamma-qatlam, qattiq metall-biriktiruvchi kimyodan egiluvchan floropolimer yuzasiga qadar tuzilishi mumkin. Eng kuchli bo'g'in bitta kuchli bo'g'in emas, balki kuchlanishni engillashtiradigan zanjir-bo'g'inlar zanjiri bo'lib, PTFE-qoplamali po'lat plitalar holatidagi zanjir astarda zarb qilingan.