多熱對您的海豹來說太熱了?

作者:佈雷特·尼斯

熱火朝天!許多過程工業,如半導體和化學加工行業,在高溫下部署奇特的化學物質,以徹底改變通信、計算、清潔能源和無數其他應用。事實上,許多先進的化學品僅在高溫下具有反應性,這給彈性密封件等元件帶來了新的負擔,以便在這些更具腐蝕性的環境中實現其設計意圖。

FKM和FFKM等彈性材料通常用於半導體,石油和天然氣以及航空航太等行業的許多應用中,在一些不斷發展的應用中,趨勢指向更高的溫度。這就提出了一個問題,即如何最好地評估彈性體材料,並評估其在具有挑戰性的條件下具有足夠使用壽命的能力。要瞭解的第一點是熱穩定性是時間和溫度的組合,也可能受到其他因素的影響,例如暴露於化學品或等離子體。

測量彈性體材料熱穩定性的最基本測試之一是熱重分析(TGA),但這種方法可能無法充分表示密封性能。TGA本質上是測量材料暴露在溫度斜坡下或在設定溫度下保持一段時間時的重量變化。當與質譜儀結合使用時,通常可以識別熱降解產物。雖然這種方法對於理解完整的熱降解過程很有用,但將其與應用中密封件的壽命聯繫起來可能具有挑戰性。

壓縮永久變形是衡量彈性體在壓縮到設定撓度並在高溫下保持一段時間后恢復其原始厚度的能力的指標。高壓縮永久變形通常與彈性密封件的熱穩定性差有關,因為其後果是密封力的相關降低。估算密封材料上限使用溫度的常見做法是進行 1000 小時或更長時間的長期壓縮永久變形測量。然後使用不同溫度下的數據集來確定材料在 1000 小時時達到 80% 壓縮永久變形的溫度。可以根據具體應用選擇時間和壓縮永久變形的其他組合。

壓應力鬆弛(CSR)是彈性體在給定溫度下隨時間變化的恆定撓度提供的彈性力的量度。這種彈性或密封力可以連續收集,也可以在材料以給定的時間間隔老化時收集。如果充分瞭解給定應用中保持密封完整性的最小密封力,則可以從CSR測量中估計給定溫度下的上限使用溫度或壽命。雖然CSR可能是應用中最具代表性的密封件測試,但與壓縮永久變形相比,沒有那麼多關於彈性體的歷史數據可供比較。

很明顯,了解彈性密封件的熱穩定性和最高使用溫度對於選擇合適的材料和預測壽命至關重要。 

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