Hvernig breytist varmaleiðni PTFE með hitastigi og fylliefni?

Helsti hitauppstreymi galli PTFE er takmörkuð hitaleiðni þess. Þessi eiginleiki er hins vegar ekki stöðugur heldur breytilegur eftir hitastigi og hægt er að stilla hann með því að bæta við efnum. Þessi skilningur á þessum mun gerir kleift að spá fyrir um frammistöðu hitara í notkun. Hitastigsfyllingaráhrifin á hitaleiðni PTFE eru greind og bæði hitaháð og efnissamsetning taka beinan þátt í hönnunarmörkum hitaflutnings.

Hreint PTFE: Hitahegðun í grunnlínu
Hreint PTFE hefur hitaleiðni upp á um 0,25 W/m K við umhverfishita. Þetta setur það ágætlega í fjölliðurnar með litla leiðni, verulega minna en málmar og jafnvel mörg verkfræðileg plastefni.

Með hækkandi hitastigi eykst hitaleiðni lítillega. Aukningin er í meðallagi og breytir ekki nauðsynlegum einangrunareiginleika efnisins. Rafleiðni PTFE nær ekki málmstigi jafnvel við háan hita. Það er enn varmahindrun. Það er lágmarks framför í skilvirkni hitaflutnings þar sem sameindahreyfanleiki eykst.

Þess má geta að þessi hitaháða framför er nokkuð lítil í samanburði við almenna lélega grunnleiðni.

Áhrif hitastigs á hitaflutningsgetu
Hæg hækkun með upphitun
PTFE sameindahreyfanleiki eykst með hækkandi hitastigi, sem leiðir til nokkuð skilvirkari fónónflutnings. Þetta skilar sér í smá framförum á hitaleiðni, þó að efnið sé enn að mestu einangrunarefni.

Í hagnýtum hitakerfum þýðir þetta að hitasvörun í gegnum PTFE slíður er enn takmörkuð af leiðniviðnáminu. Hækkun hitastigs efnisins er þar af leiðandi mjög háð yfirborðshitaflæðinu og þykktinni frekar en breytingu á magnleiðni.

Jafnvel við miklar rekstraraðstæður virkar PTFE enn sem hindrun fyrir vernd, ekki sem áhrifaríkur dreifingaraðili hita.

Áhrif fylliefna á hitaleiðni
Breytingar á kolefni, grafít og gleri
Notkun fylliefna leiðir til verulegs breytinga á leiðni. Með því að nota kolefnisfylliefni eins og kolsvart eða grafít yfir hreint PTFE, er hægt að bæta hitaleiðni tvisvar til þrisvar sinnum. Glertrefjar breyta einnig varmahegðun þó ekki séu jafn marktæk áhrif almennt hvað varðar aukningu leiðni.

Slíkar breytingar leiða til samsettra efna með að hluta auknum hitaflutningsrásum í gegnum leiðandi fylliefnisnet sem eru felld inn í fjölliða fylkið.

Aukningin á hitaleiðni hefur hins vegar hliðstæður-. Vélrænni sveigjanleiki minnkar, lenging við brot minnkar og stökk eykst. Slíkar breytingar hafa áhrif á endingu undir hitahringi og vélrænni álagi til lengri tíma litið.

Auk þess gætu fylliefni veikt efnaþol eða myndað örrásir sem gætu grafið undan algjörri tregðu sem nauðsynleg er í ofur-hreinu efnaumhverfi.

Samantekt á samanburði á hitaleiðni