Índice
Introdução
O Vespel™, desenvolvido pela DuPont, é um polímero de alto desempenho conhecido pela sua capacidade de suportar tensões térmicas, eléctricas e mecânicas extremas.
Este material de poliimida avançado oferece uma gama de propriedades notáveis que o tornam ideal para inúmeras aplicações exigentes em várias indústrias.
Os enchimentos, como a grafite ou o PTFE, permitem influenciar as propriedades de forma direcionada.
Propriedades do Vespel™
Excelente estabilidade térmica
O Vespel™ apresenta uma estabilidade térmica inigualável e mantém a sua integridade estrutural e desempenho a temperaturas criogénicas e elevadas de cerca de 300°C.
Também pode suportar temperaturas até 400 °C durante períodos curtos. Isto torna-o um material indispensável para aplicações em ambientes de alta temperatura, como nas indústrias aeroespacial e química, onde os materiais têm de funcionar de forma fiável durante longos períodos de tempo.
Resistência química superior
O Vespel™ é altamente resistente a uma vasta gama de produtos químicos, incluindo ácidos, bases, solventes e agentes oxidantes.
Esta resistência química assegura que o Vespel™ mantém as suas propriedades e desempenho em ambientes químicos agressivos, tornando-o adequado para componentes críticos em válvulas, bombas e vedantes.
Baixa fricção e elevada resistência ao desgaste
O polímero tem um coeficiente de fricção excecionalmente baixo e uma elevada resistência ao desgaste, o que é crucial para componentes que estão expostos a cargas e fricções elevadas.
Estas propriedades reduzem a necessidade de manutenção frequente e prolongam a vida útil de peças como rolamentos e vedantes.
Resistência mecânica e rigidez notáveis
Apesar do seu peso leve, o Vespel™ oferece uma elevada resistência mecânica e rigidez.
Estas propriedades tornam-no uma escolha atractiva para aplicações estruturais que requerem durabilidade e redução de peso, particularmente nas indústrias aeroespacial e automóvel.
Excelente isolamento elétrico
O Vespel™ é um excelente isolante elétrico, ideal para utilização na indústria eletrónica e em sistemas eléctricos.
As suas propriedades isolantes garantem a fiabilidade e a segurança dos dispositivos e componentes electrónicos, evitam falhas eléctricas e melhoram o desempenho.
Ensaio do Vespel™ com um aparelho de ensaio de material de interface térmica (TIM)
Para garantir que o Vespel™ satisfaz os requisitos rigorosos de várias aplicações de elevado desempenho, são efectuados testes exaustivos, incluindo a utilização de um testador de Material de Interface Térmica (TIM). O testador TIM avalia a condutividade térmica e a resistência térmica dos materiais, que são parâmetros críticos para polímeros de alto desempenho como o Vespel™.
- Preparação da amostra:
- As amostras de Vespel™ são cuidadosamente preparadas de acordo com as especificações exigidas para os ensaios TIM, o que requer um corte preciso em formas e tamanhos normalizados.
- Colocação:
- A amostra de Vespel™ preparada é posicionada entre as duas superfícies de teste do aparelho de teste TIM. A pressão de contacto das placas sobre a amostra pode ser definida com precisão utilizando o software.
- Medição:
- O testador TIM mede a diferença de temperatura através da amostra de Vespel™ e calcula a resistência térmica e a condutividade térmica. Estas medições fornecem informações sobre a capacidade do Vespel™ de conduzir e dissipar o calor.
- Análise dos dados:
- Os dados recolhidos são analisados minuciosamente para garantir que o Vespel™ cumpre os critérios de desempenho térmico exigidos.
TIM-Tester - Vespel - Condutividade térmica, impedância térmica em polímeros
O Vespel™ é um polímero de elevado desempenho, adequado para cargas térmicas, eléctricas e mecânicas extremas. Estabilidade dimensional e estabilidade de temperatura baixa condutividade térmica e eléctrica condutividade eléctrica excelentes propriedades de desgaste e de suporte, bem como resistência a produtos químicos e radiação, são algumas das suas caraterísticas notáveis.
Outra vantagem é o facto de muitos componentes poderem ser mais leves e mais resistentes com Vespel do que com metais, cerâmicas e polímeros convencionais. O Vespel é versátil e é utilizado principalmente nas indústrias aeroespacial, de semicondutores e automóvel.
O gráfico mostra uma medição da impedância térmica de uma amostra de vespel de 25 mm x 25 mm a 50°C (TH=70°C, TC=30°C) e uma pressão de contacto de 1 MPa, utilizando o testador TIM. Três amostras diferentes com uma espessura entre 1,1 mm e 3,08 mm foram medidas para determinar a condutividade térmica e a resistência térmica de contacto (utilizando a regressão linear, como se mostra no diagrama). A condutividade térmica medida, que é o recíproco do declive, é de 0,35 W/mK. A resistência térmica de contacto é o desvio no eixo Y.
TIM-Tester - Vespel - Condutividade térmica
O Vespel™ é um polímero de alto desempenho, adequado para cargas térmicas, eléctricas e mecânicas extremas. Estabilidade dimensional e térmica, baixa condutividade térmica e eléctrica, excelentes propriedades de desgaste e de suporte, bem como resistência a produtos químicos e radiação são algumas das suas propriedades notáveis. Outra vantagem é o facto de muitos componentes poderem ser mais leves e mais resistentes com Vespel do que com metais, cerâmicas e polímeros convencionais. O Vespel é versátil e é utilizado principalmente nas indústrias aeroespacial, de semicondutores e automóvel.
Uma amostra de vespel de 25 mm x 25 mm foi medida com o aparelho de ensaio TIM na gama de temperaturas de 40 °C a 150 °C a uma pressão de contacto constante de 1 MPa. A condutividade térmica aumenta com a temperatura, como esperado na literatura.
Outros métodos para caraterizar o Vespel™
-
Dilatômetro (DIL)
:
- A estabilidade dimensional do material pode ser verificada através da análise com um dilatómetro. Regra geral, é determinado um baixo coeficiente de expansão térmica, mas este pode ser influenciado por vários materiais de enchimento, razão pela qual este teste é importante.
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Analisador de flash laser (LFA)
e
Ponte quente transiente (THB)
Método:
- Ambos os métodos de medição oferecem uma possibilidade adicional de caraterizar a difusividade térmica e a condutividade térmica numa vasta gama de temperaturas.
Aplicações do Vespel™
Material de referência
Aeroespacial
Indústria química
A resistência química do Vespel™ torna-o ideal para componentes como válvulas, bombas e vedantes utilizados em ambientes químicos agressivos.
A sua durabilidade garante que estes componentes podem suportar substâncias corrosivas sem degradação e manter a integridade operacional.
Indústria de semicondutores
Na indústria de semicondutores, o Vespel™ é utilizado para suportes de bolachas e como material isolante. A sua estabilidade térmica e as suas propriedades de baixa libertação de gases são cruciais para manter a pureza e o desempenho nos processos de fabrico de semicondutores.
Indústria automóvel
A indústria automóvel beneficia do baixo atrito e da resistência ao desgaste do Vespel™ e utiliza-o em vedantes e rolamentos sujeitos a cargas e atritos elevados.
Além disso, o baixo peso do Vespel™ contribui para a eficiência e o desempenho globais dos veículos, melhorando a eficiência do combustível e reduzindo as emissões.
Tecnologia médica
Na tecnologia médica, o Vespel™ é utilizado no fabrico de implantes e instrumentos.
Graças à sua biocompatibilidade e durabilidade, é adequado para uma utilização a longo prazo em aplicações médicas e garante a segurança dos pacientes e a longevidade dos produtos.
Conclusão
O Vespel™ representa uma mudança de paradigma nos polímeros de alto desempenho, permitindo avanços tecnológicos significativos em várias indústrias.
A sua combinação única de estabilidade térmica, resistência química, baixa fricção, resistência ao desgaste, resistência mecânica e propriedades de isolamento elétrico fazem dele um material indispensável para aplicações que exigem os mais elevados níveis de desempenho e fiabilidade.
Testes rigorosos, incluindo a utilização de testadores TIM, asseguram que o Vespel™ cumpre os requisitos rigorosos das aplicações modernas.
À medida que as indústrias evoluem e as fronteiras tecnológicas continuam a ser ultrapassadas, o Vespel™ continuará a ser um material importante que cumpre estes requisitos avançados e promove a inovação e a eficiência.
