Hvernig breytir fylliefnisinnihaldið (15% glertrefja á móti ófylltum) í PFA (perflúoralkoxý) hitaröri skriðþolinu við 200 gráður undir 3 MPa spennu?

Skrið er takmarkandi vandamál í PFA hitarörum við 200 gráður og 3 MPa hringspennu. PFA ófyllt hefur skriðhraða 1-2% á 1.000 klukkustundir við 200 gráður. PFA með 15% glertrefjafylliefni hefur skriðhraða upp á 0,2-0,5%/1.000 klst, sem er 4-5× framför. Glertrefjarnar eru styrking og taka álagið og koma í veg fyrir að fjölliðakeðjurnar renni. Hins vegar framleiða glertrefjar staði með streitustyrk og geta veikt efnaþol.

Hvernig glertrefjastyrking lágmarkar skrið

Í tómu PFA á sér stað skrið með afspólun og keðjuskrið undir álagi. Glertrefjar (15 wt%, 10-20 µm þvermál, 200-400 µm lengd) hindra hreyfanleika fjölliða keðja. Skriðhraðinn er gefinn upp af: ε̇=ε̇_0 × (1 - V_f)^n, þar sem V_f er trefjarúmmálshlutfallið og n ≈ 2. Einnig hækka glertrefjar teygjustuðulinn upp í 1.200-1.500 MPa (15% MPa) úr 600 MPa (ófyllt gler).

Magn skriðhraða á móti glertrefjainnihaldi

Fyrir PFA hafa stýrðar skriðprófanir við 200 gráður og 3 MPa hringspennu sýnt eftirfarandi. Glertrefjar (ófyllt) Skriðhraði 0% 1,0-2,0% á 1.000 klst klukkustundir, og stuðullinn er 700-900 MPa. Fyrir 10% glertrefja, skriðhraði 0,3-0,8%/1000 klst., tími til 5% tognunar 6000-15000 klst. og stuðullinn 900-1.200 MPa. Fyrir 15% glertrefja skriðhraði er 0,2-0,5% á 1.000 klukkustundir, tími til 5% álags er 10.000-25.000 klukkustundir og stuðull er 1.200-1.500 MPa. Fyrir 20% glertrefja er skriðhraði 0,1-0,3% á 1.000 klukkustundir, tími til 5% álags er 15.000-40.000 klukkustundir og stuðull er 1.500-1.800 MPa.

Leiðbeiningar um val á innihaldi glertrefja við skriðþol

Glertrefjainnihald (%) Skriðhraði við 200 gráður (%/1.000 klst.) Tími að 5% álagi (h) Mýktarstuðull (MPa) Mælt með fyrir 200 gráðu þjónustu 0 1.0-2.0 2,500-5,000 500-700 Nei
5 0.6-1.2 4,000-8,000 700-900 Takmörkuð 10 0.3-0.8 6,000-15,000 900-1,200 Já (í hléum) 15 0.2-0.5 10,000-25,000 1,200-1.500 Já (samfellt) 20 0.1-0.3 15,000-40,-hár (hár) árangur)
Gler-fyllt PFA - Verkfræðisjónarmið

Gler-fyllt PFA hefur minnkað efnaþol í sumum miðlum (HF, sterk basa við háan hita). Glertrefjarnar veita gróft yfirborð og geta ýtt undir gróðursetningu. CTE minnkar með glerinnihaldi, sem dregur úr misræmi í varmaþenslu. Varmaleiðni eykur aðeins 15% gler-fyllt PFA er mælt með 200 gráðu þjónustu við 3 MPa rammaálag.

Forskrift upplýst

Fyrir PFA hitarör við 200 gráður og 3 MPa hringspennu skal tilgreina 15% glertrefjafyllt PFA til að draga úr skriðhraða í 0,2-0,5%/1.000 klst. Verkfræðingurinn bætir við glertrefjastyrkingu til að bæta skriðþol.