İçindekiler tablosu
Giriş
DuPont tarafından geliştirilen Vespel™, aşırı termal, elektriksel ve mekanik streslere dayanma kabiliyeti ile bilinen yüksek performanslı bir polimerdir.
Bu gelişmiş poliimid malzeme, çeşitli endüstrilerdeki çok sayıda zorlu uygulama için ideal olmasını sağlayan bir dizi olağanüstü özellik sunar.
Grafit veya PTFE gibi dolgu maddeleri, özellikleri hedeflenen bir şekilde etkilemeyi mümkün kılar.
Vespel™'in Özellikleri
Üstün termal kararlılık
Vespel™ rakipsiz termal stabilite sergiler ve yaklaşık 300°C’lik kriyojenik ila yüksek sıcaklıklarda yapısal bütünlüğünü ve performansını korur.
Ayrıca kısa süreler için 400 °C’ye kadar sıcaklıklara dayanabilir. Bu da onu, malzemelerin uzun süreler boyunca güvenilir bir şekilde çalışması gereken havacılık ve kimya endüstrileri gibi yüksek sıcaklıklı ortamlardaki uygulamalar için vazgeçilmez bir malzeme haline getirir.
Üstün kimyasal direnç
Vespel™, asitler, bazlar, solventler ve oksitleyici maddeler dahil olmak üzere çok çeşitli kimyasallara karşı oldukça dayanıklıdır.
Bu kimyasal direnç, Vespel™’in agresif kimyasal ortamlarda özelliklerini ve performansını korumasını sağlayarak onu vanalar, pompalar ve contalardaki kritik bileşenler için uygun hale getirir.
Düşük sürtünme ve yüksek aşınma direnci
Polimer son derece düşük sürtünme katsayısına ve yüksek aşınma direncine sahiptir, bu da yüksek yüklere ve sürtünmeye maruz kalan bileşenler için çok önemlidir.
Bu özellikler sık bakım ihtiyacını azaltır ve rulmanlar ve contalar gibi parçaların hizmet ömrünü uzatır.
Olağanüstü mekanik güç ve sağlamlık
Hafifliğine rağmen Vespel™ yüksek mekanik mukavemet ve sertlik sunar.
Bu özellikler onu, özellikle havacılık ve otomotiv endüstrilerinde hem dayanıklılık hem de ağırlık azaltma gerektiren yapısal uygulamalar için cazip bir seçim haline getirmektedir.
Mükemmel elektrik yalıtımı
Vespel™, elektronik endüstrisinde ve elektrik sistemlerinde kullanım için ideal olan mükemmel bir elektrik yalıtkanıdır.
Yalıtım özellikleri, elektronik cihazların ve bileşenlerin güvenilirliğini ve güvenliğini sağlar, elektrik arızalarını önler ve performansı artırır.
Vespel™'in termal arayüz malzemesi (TIM) test cihazı ile test edilmesi
Vespel™’in çeşitli yüksek performanslı uygulamaların katı gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için, bir Termal Arayüz Malzemesi (TIM) test cihazının kullanımı da dahil olmak üzere kapsamlı testler gerçekleştirilmektedir. Bu TIM test cihazı Vespel™ gibi yüksek performanslı polimerler için kritik parametreler olan malzemelerin termal iletkenliğini ve termal direncini değerlendirir.
- Örnek hazırlama:
- Vespel™ numuneleri, TIM testi için gereken spesifikasyonlara göre dikkatlice hazırlanır ve standartlaştırılmış şekil ve boyutlarda hassas kesim gerektirir.
- Yerleştirme:
- Hazırlanan Vespel™ numunesi, TIM test cihazının iki test yüzeyi arasına yerleştirilir. Plakaların numune üzerindeki temas basıncı, yazılım kullanılarak hassas bir şekilde tanımlanabilir.
- Ölçüm:
- TIM test cihazı Vespel™ numunesi boyunca sıcaklık farkını ölçer ve termal direnci ve termal iletkenliği hesaplar. Bu ölçümler Vespel™’in ısıyı iletme ve dağıtma kabiliyeti hakkında fikir verir.
- Veri analizi:
- Vespel™’in gerekli termal performans kriterlerini karşıladığından emin olmak için toplanan veriler kapsamlı bir şekilde analiz edilir.
TIM-Tester - Vespel - Polimerlerde termal iletkenlik, termal empedans
Vespel™ aşırı termal, elektriksel ve mekanik yükler için uygun olan yüksek performanslı bir polimerdir. Boyutsal ve sıcaklık kararlılığıdüşük termal ve elektriksel elektriksel iletkenlikmükemmel aşınma ve yatak özelliklerinin yanı sıra kimyasallara ve radyasyona karşı direnç, dikkat çekici özelliklerinden bazılarıdır.
Diğer bir avantajı ise, birçok bileşenin Vespel ile geleneksel metaller, seramikler ve polimerlere göre daha hafif ve daha dayanıklı hale getirilebilmesidir. Vespel çok yönlüdür ve esas olarak havacılık, yarı iletken ve otomotiv endüstrilerinde kullanılmaktadır.
Grafik, TIM test cihazı kullanılarak 50°C’de (TH=70°C, TC=30°C) ve 1 MPa temas basıncında 25mm x 25mm vespel numunenin termal empedans ölçümünü göstermektedir. Termal iletkenliği ve termal temas direncini belirlemek için kalınlıkları 1,1 mm ile 3,08 mm arasında değişen üç farklı numune ölçülmüştür (şemada gösterildiği gibi doğrusal regresyon kullanılarak). Eğimin tersi olan ölçülen termal iletkenlik 0,35 W/mK’dır. Termal temas direnci Y eksenindeki ofsettir.
TIM-Tester - Vespel - Termal iletkenlik
Vespel™ aşırı termal, elektriksel ve mekanik yükler için uygun olan yüksek performanslı bir polimerdir. Boyutsal ve termal kararlılık, düşük termal ve elektriksel iletkenlik, mükemmel aşınma ve yatak özelliklerinin yanı sıra kimyasallara ve radyasyona karşı direnç, dikkat çekici özelliklerinden bazılarıdır. Bir başka avantajı da, birçok bileşenin Vespel ile geleneksel metaller, seramikler ve polimerlere göre daha hafif ve daha dayanıklı hale getirilebilmesidir. Vespel çok yönlüdür ve esas olarak havacılık, yarı iletken ve otomotiv endüstrilerinde kullanılmaktadır.
25 mm x 25 mm vespel numunesi TIM test cihazı ile 40 °C ila 150 °C sıcaklık aralığında 1 MPa sabit temas basıncında ölçülmüştür. Bu termal iletkenlik literatürde beklendiği gibi sıcaklıkla birlikte artar.
Vespel™'i karakterize etmek için başka yöntemler
- Dilatometre (DIL):
- Malzemenin boyutsal kararlılığı bir dilatometre ile analiz edilerek kontrol edilebilir. Kural olarak, düşük bir termal genleşme katsayısı belirlenir, ancak bu çeşitli dolgu maddelerinden etkilenebilir, bu nedenle bu test önemlidir.
- Lazer Flaş Analizörü (LFA) ve Geçici Sıcak Köprü (THB) Yöntem:
- Her iki ölçüm yöntemi de termal difüzivite ve termal iletkenliği geniş bir sıcaklık aralığında karakterize etmek için ek bir olanak sunar.
Vespel™ Uygulamaları
Referans malzeme
Havacılık ve Uzay
Kimya endüstrisi
Vespel™’in kimyasal direnci, onu zorlu kimyasal ortamlarda kullanılan valfler, pompalar ve contalar gibi bileşenler için ideal hale getirir.
Dayanıklılığı, bu bileşenlerin aşındırıcı maddelere bozulmadan dayanabilmesini ve operasyonel bütünlüğünü korumasını sağlar.
Yarı iletken endüstrisi
Yarı iletken endüstrisinde Vespel™, wafer taşıyıcıları için ve yalıtım malzemesi olarak kullanılır. Termal kararlılığı ve düşük gaz çıkışı özellikleri, yarı iletken üretim süreçlerinde saflığı ve performansı korumak için çok önemlidir.
Otomotiv endüstrisi
Otomotiv endüstrisi Vespel™’in düşük sürtünme ve aşınma direncinden faydalanmakta ve yüksek yük ve sürtünmeye maruz kalan keçe ve yataklarda kullanmaktadır.
Ayrıca Vespel™’in düşük ağırlığı, araçların genel verimliliğine ve performansına katkıda bulunarak yakıt verimliliğini artırmakta ve emisyonları azaltmaktadır.
Tıbbi teknoloji
Medikal teknolojide Vespel™ implant ve alet üretiminde kullanılır.
Biyouyumluluğu ve dayanıklılığı sayesinde medikal uygulamalarda uzun süreli kullanıma uygundur ve hasta güvenliği ile ürün ömrünü garanti eder.
Sonuç
Vespel™, yüksek performanslı polimerlerde bir paradigma değişimini temsil etmekte ve birçok endüstride önemli teknolojik ilerlemelere olanak sağlamaktadır.
Termal stabilite, kimyasal direnç, düşük sürtünme, aşınma direnci, mekanik mukavemet ve elektrik yalıtım özelliklerinin benzersiz kombinasyonu, Vespel™’i en yüksek düzeyde performans ve güvenilirlik gerektiren uygulamalar için olmazsa olmaz bir malzeme haline getirmektedir.
TIM test cihazlarının kullanımı da dahil olmak üzere titiz testler, Vespel™’in modern uygulamaların zorlu gereksinimlerini karşılamasını sağlar.
Endüstriler geliştikçe ve teknolojik sınırlar zorlanmaya devam ettikçe, Vespel™ bu gelişmiş gereksinimleri karşılayan ve yenilik ve verimliliği teşvik eden önemli bir malzeme olmaya devam edecektir.
