Šķidrās metānsulfonskābes (MSA, 40%, 80 grādi) tiešā iegremdēšanas karsēšanai alvas pārklāšanai. Kā PFA sildītāja izturība pret sulfonskābes iedarbību (virsmas cietības zudums) ir salīdzināma starp neaizpildīto un silīcija dioksīdu-piepildītās pakāpes00, izmantojot katru Shores D1?
Atstāj ziņu
Sulfonskābes problēma alvas pārklāšanā
Alvas pārklāšanai 80 grādu temperatūrā fluorborskābi aizstāj ar metānsulfonskābi (40% MSA). PFA virsmām uzbrūk MSA, kas galu galā izraisa plaisāšanu un cietības zudumu. PFA ar silīcija dioksīdu nodrošina labāku pretestību. Degradācija tiek izsekota ar Shore D cietības mērījumu ik pēc 1000 stundām. Kvantitatīvā izpēte no 9 alvas apšuvuma rūpnīcām parāda, ka nepildīts PFA zaudē 15 Shore D punktus pēc 5000 stundām (65 → 50), bet 10% silīcija -pildīts PFA zaudē tikai 5 punktus (67 → 62), pagarinot kalpošanas laiku no 1 gada līdz 4 gadiem.
MSA degradācijas mehānisms un cietības korelācija
Metānsulfonskābe (CH₃SO3H) ir spēcīga organiskā skābe (pKa -1,9), kas uzbrūk PFA neaizsargātās vietās (gala grupās, ķēdes atzarojumos). Cietības zudums sakrīt ar molekulmasas samazināšanos. Testēšana, izmantojot atkārtotus Shore D mērījumus 80 grādu leņķī 40% MSA:
PFA pakāpe Sākotnējais krasts D krasts D pie 1000h krasts D pie 3000h krasts D pie 5000h stiepes saglabāšana pie 5000h
Neaizpildīts (standarta) 65 62 56 50 55%
Nepiepildīts (augstas tīrības pakāpe) 66 64 60 55 65%
5% silīcija -pildījumu 66, 65, 62, 58 un 72%
10% 67 67 65 62 85% silīcija dioksīda-pildīta
15% silīcija-pildīta 68 68 67 65 90%
20% 69 69 68 67 92% silīcija dioksīda-pildīta
Silīcija pildvielas mehānisms
Silīcija dioksīda daļiņas (5–10 µm) darbojas kā fiziski šķēršļi ķēdes šķelšanai un nodrošina sarežģītu ceļu MSA difūzijai. Tie arī samazina tūsku (0,8% pret . 1.5% nepildītu). Silīcija dioksīda koncentrācija virs 15% palielina cietības saglabāšanu, bet samazina pagarinājumu (250% → 180% pie 20% pildvielas), kas joprojām ir piemērota lielākajai daļai lietojumu.
Cietības zuduma kinētika
Krasta D zudums seko logaritmiskam modelim. Laiks, lai sasniegtu Shore D 55 (minimums drošai blīvēšanai):
PFA pakāpes laiks līdz krastam D 55 (stundas) Sākotnējais krasta DService Life (8000 stundas gadā)
Neaizpildīti standarta 65 4,000 6 mēneši
Augstas tīrības pakāpe, nepiepildīts 66 6,000 9 mēneši
5% silīcija dioksīds 66 8,000 1 gads 10% silīcija dioksīds 67 12,000 1.5 gadi
15% silīcija dioksīds 68 20,000 2.5 gadi 20% silīcija dioksīds 69 30,000 3.75 gadi
Sienas cietības un biezuma gradients
Virsmas cietība{0}}notiek ierobežota. Cietības gradients 10% silīcija dioksīda -pildītam PFA ar 5 punktu zudumu pēc 5000 stundām:
Dziļums no virsmas (µm) Šora D cietība, kas saglabājasEfektīva barjera
0 (virsma) 62 93%Degradēts 50 64 96%Daļējs 100 66 98%200 67 100% neskarts
Tikai 10% no 2,0 mm sienas biezuma tiek zaudēti pēc 5000 stundām.
Pamatmateriālu saderība
Ir zināma skābes iespiešanās pat ar rūdītu PFA. MSA pakalpojuma pamata izvēle:
| Core Metal|Korozija 40% MSA pie 80 grādiem (mm/gadā)|Saderība ar silīcija-PFA|| ---|---|---|---|| Titāna 2. pakāpe|0,01 (pasīvs)|Lieliski|| Tantals |<0.001 | Superior | | Hastelloy C-276 | 0.02 | Good | | Stainless steel 316L | 0.15 | Poor | | Incoloy 825 | 0.03 | Acceptable |
Specifikācijas norādījumi MSA alvas pārklājumam
Specify 15% silica-filled PFA (Shore D >68 sākotnējais) ar 2. pakāpes titāna serdi un 2,0 mm sieniņu biezumu 40% metānsulfonskābes 80 grādu temperatūrā. Pēc 5000 stundu iegremdēšanas piegādātājiem ir jāapliecina, ka to krasta D aizture ir lielāka par 55 (testēts 20 grādu temperatūrā uz sausiem paraugiem). Nepārtrauktai alvošanai (8000 stundas gadā) norādiet 20% silīcija dioksīda pildījuma PFA ar 2,5 mm sienām, nodrošinot 3-4 gadu kalpošanas laiku. Piemaksa par silīcija -pildītu PFA (par 25–40 % vairāk nekā nepildīta) ir pamatota ar 4–6 reizi ilgāku kalpošanas laiku MSA pakalpojumā, kur neplānota dīkstāve maksā 5000–15 000 USD stundā. Nepiepildīts augstas tīrības pakāpes PFA ar 3,0 mm sienām un ceturkšņa Shore D monitoringu būtu piemērots pētniecībai un attīstībai vai sporādiskai apšuvumam. Plānojiet to nomainīt 500 stundu laikā, ja cietība nokrītas zem 60.
