Политетрафторэтилен (ПТФЭ) өзүнүн өзгөчө химиялык туруктуулугу, жогорку/төмөнкү температурага туруктуулугу жана төмөнкү сүрүлүү коэффициенти менен белгилүү, ал "Пластикалык падыша" деген каймана атка ээ болгон жана химиялык, механикалык жана электрондук өнөр жайларда кеңири колдонулат. Бирок, таза ПТФЭнин механикалык бекемдигинин төмөндүгү, муздак агымдын деформациясына сезгичтиги жана жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн начардыгы сыяктуу кемчиликтери бар. Бул чектөөлөрдү жоюу үчүн айнек буласы менен бекемделген ПТФЭ композиттери иштелип чыккан. Бул материал айнек булаларынын күчөтүүчү таасиринин аркасында ПТФЭнин жогорку касиеттерин сактап калуу менен бирге бир нече көрсөткүчтөрдү бир топ жакшыртат.
1. Механикалык касиеттердин олуттуу жакшырышы
Таза PTFEнин жогорку симметриялуу молекулярдык чынжыр түзүлүшү жана жогорку кристаллдуулугу алсыз молекулалар аралык күчтөргө алып келет, бул механикалык бекемдиктин жана катуулуктун төмөн болушуна алып келет. Бул аны олуттуу тышкы күчтүн таасиринде деформацияга жакын кылат, бул анын жогорку бекемдикти талап кылган тармактарда колдонулушун чектейт. Айнек булаларын кошуу PTFEнин механикалык касиеттерин бир топ жакшыртат. Айнек булалары жогорку бекемдиги жана жогорку модулу менен мүнөздөлөт. PTFE матрицасынын ичинде бирдей чачыраганда, алар тышкы жүктөмдөрдү натыйжалуу көтөрүп, композиттин жалпы механикалык иштешин жакшыртат. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, тийиштүү өлчөмдөгү айнек буласын кошуу менен PTFEнин созулууга туруктуулугун 1-2 эсеге көбөйтүүгө болот, ал эми ийилүүгө туруктуулук андан да байкаларлык болуп, баштапкы материалга салыштырмалуу болжол менен 2-3 эсе жакшырат. Катуулук да бир топ жогорулайт. Бул айнек буласы менен бекемделген PTFEге механикалык өндүрүштө жана аэрокосмостук өнөр жайда, мисалы, механикалык пломбаларда жана подшипник компоненттеринде, ишенимдүү иштөөгө мүмкүндүк берет, бул материалдын жетишсиз бекемдигинен келип чыккан бузулууларды натыйжалуу азайтат.
2. Оптималдаштырылган жылуулук көрсөткүчү
Таза PTFE жогорку жана төмөнкү температурага туруктуулукту жакшы көрсөтсө да, -196°C жана 260°C аралыгында узак мөөнөттүү колдонууга жөндөмдүү болсо да, анын өлчөмдүү туруктуулугу жогорку температурада начар, анткени ал жылуулук деформациясына жакын. Айнек булаларын кошуу материалдын жылуулукка кайчылаш температурасын (HDT) жана өлчөмдүү туруктуулугун жогорулатуу менен бул маселени натыйжалуу чечет. Айнек булаларынын өздөрү жогорку жылуулукка туруктуулукка жана катуулукка ээ. Жогорку температурадагы чөйрөдө алар PTFE молекулярдык чынжырларынын кыймылын чектеп, ошону менен материалдын жылуулук кеңейүүсүн жана деформациясын чектейт. Оптималдуу айнек буласынын курамы менен айнек буласы менен бекемделген PTFEнин жылуулукка кайчылаш температурасын 50°Cден ашык жогорулатууга болот. Ал жогорку температурадагы иштөө шарттарында туруктуу форманы жана өлчөмдүү тактыкты сактайт, бул аны жогорку температурадагы түтүктөр жана жогорку температурадагы пломбалоочу прокладкалар сыяктуу жогорку жылуулук туруктуулук талаптары бар колдонмолор үчүн ылайыктуу кылат.
3. Муздак агымга ыктоо азайган
Муздак агым (же жылышуу) таза PTFE үчүн маанилүү маселе болуп саналат. Ал салыштырмалуу төмөн температурада да убакыттын өтүшү менен туруктуу жүктөм астында пайда болгон жай пластикалык деформацияны билдирет. Бул мүнөздөмө узак мөөнөттүү форманы жана өлчөмдүү туруктуулукту талап кылган колдонмолордо таза PTFE колдонууну чектейт. Айнек булаларынын кошулушу PTFEнин муздак агым кубулушун натыйжалуу түрдө токтотот. Булалар PTFE матрицасынын ичинде колдоочу скелет катары кызмат кылат, PTFE молекулярдык чынжырларынын жылмышуусуна жана кайра жайгашуусуна тоскоол болот. Эксперименталдык маалыматтар көрсөткөндөй, айнек буласы менен бекемделген PTFEнин муздак агым ылдамдыгы таза PTFEге салыштырмалуу 70% дан 80% га чейин төмөндөйт, бул узак мөөнөттүү жүктөм астында материалдын өлчөмдүү туруктуулугун бир кыйла жогорулатат. Бул аны жогорку тактыктагы механикалык тетиктерди жана структуралык компоненттерди өндүрүүгө ылайыктуу кылат.
4. Кийилүүгө туруктуулугун жакшыртуу
Таза PTFEнин сүрүлүү коэффициентинин төмөндүгү анын артыкчылыктарынын бири болуп саналат, бирок ал ошондой эле анын начар эскирүүгө туруктуулугуна салым кошуп, сүрүлүү процесстеринде эскирүүгө жана жылууга дуушар кылат. Айнек буласы менен бекемделген PTFE булалардын бекемдөөчү таасири аркылуу материалдын бетинин катуулугун жана эскирүүгө туруктуулугун жакшыртат. Айнек буласынын катуулугу PTFEге караганда бир топ жогору, бул ага сүрүлүү учурунда эскирүүгө натыйжалуу каршы турууга мүмкүндүк берет. Ошондой эле, ал материалдын сүрүлүү жана эскирүү механизмин өзгөртүп, PTFEнин жабышчаак эскирүүсүн жана абразивдик эскирүүсүн азайтат. Андан тышкары, айнек булалары сүрүлүү бетинде майда чыгып кетүүлөрдү пайда кылып, белгилүү бир сүрүлүүгө каршы эффект берип, сүрүлүү коэффициентинин өзгөрүшүн азайтат. Практикалык колдонмолордо, жылма подшипниктер жана поршень шакекчелери сыяктуу сүрүлүү компоненттери үчүн материал катары колдонулганда, айнек буласы менен бекемделген PTFEнин кызмат мөөнөтү бир топ узарат, таза PTFEге салыштырмалуу бир нече эсе же ал тургай ондогон эсеге көбөйүшү мүмкүн. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, айнек буласы менен толтурулган PTFE композиттеринин эскирүүгө туруктуулугу толтурулбаган PTFE материалдарына салыштырмалуу дээрлик 500 эсеге жакшырышы мүмкүн жана чектөөчү PV мааниси болжол менен 10 эсеге көбөйөт.
5. Жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн жогорулашы
Таза PTFE жылуулук өткөрүмдүүлүгү төмөн, бул жылуулуктун өтүшүнө өбөлгө түзбөйт жана жылуулукту таркатуу талаптары жогору болгон колдонмолордо чектөөлөрдү жаратат. Айнек буласы салыштырмалуу жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ жана аны PTFEге кошуу кандайдыр бир деңгээлде материалдын жылуулук өткөрүмдүүлүгүн жакшырта алат. Айнек буласын кошуу PTFEнин жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициентин кескин жогорулатпаса да, ал материалдын ичинде жылуулук өткөрүмдүүлүк жолдорун түзүп, жылуулуктун өтүү ылдамдыгын тездете алат. Бул айнек буласы менен бекемделген PTFEге электрондук жана электр тармактарында, мисалы, жылуулук аянтчаларында жана схемалык платалардын субстраттарында жакшыраак колдонуу мүмкүнчүлүгүн берет, бул таза PTFEнин начар жылуулук өткөрүмдүүлүгү менен байланышкан жылуулук топтоо көйгөйлөрүн чечүүгө жардам берет. Жакшыртылган жылуулук өткөрүмдүүлүгү подшипниктер сыяктуу колдонмолордо сүрүлүү жылуулукту таркатуу менен бирге жакшыраак иштөөгө өбөлгө түзөт.
Колдонуу чөйрөсү: Бул композиттик материал өнөр жай пломбаларында, жогорку жүк көтөрүүчү подшипниктерде/втулкаларда, жарым өткөргүч жабдууларда жана химия өнөр жайындагы ар кандай эскирүүгө туруктуу структуралык бөлүктөрдө кеңири колдонулат. Электроника тармагында ал электрондук компоненттер үчүн изоляциялык прокладкаларды, схемалык платалар үчүн изоляцияны жана ар кандай коргоочу пломбаларды өндүрүүдө колдонулат. Анын функциялары ийкемдүү жылуулук изоляциялоо катмарлары үчүн аэрокосмос тармагына да кеңейтилет.
Чектөөлөр боюнча эскертүү: Айнек буласы көптөгөн касиеттерди бир топ жакшыртса да, айнек буласынын курамы жогорулаган сайын, композиттин созулууга туруктуулугу, узарышы жана бышыктыгы төмөндөшү мүмкүн экенин жана сүрүлүү коэффициенти акырындык менен жогорулашы мүмкүн экенин белгилей кетүү маанилүү. Андан тышкары, айнек буласы жана PTFE композиттери щелочтуу чөйрөдө колдонууга ылайыктуу эмес. Ошондуктан, айнек буласынын пайызын (адатта 15-25%) жана графит же MoS2 сыяктуу башка толтургучтар менен потенциалдуу айкалыштыруусун камтыган формула белгилүү бир колдонуу талаптарына жооп берүү үчүн ылайыкташтырылган.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 5-декабры