მასალის დიზაინის პრინციპები
CuSn6 ბრინჯაო-PTFE კომპოზიტი სინერგიულ მუშაობას აღწევს:
| კომპონენტი | ფუნქცია | მექანიზმი |
|---|---|---|
| PTFE მატრიცა | ქიმიური ინერტულობა / დაბალი ხახუნი (μ=0.02–0.1) | მოლეკულური ჯაჭვის სრიალი |
| ბრინჯაო (25–40%) | თბოგამტარობა ↑800% | მეტალის თბოქსელი (k=4.5 W/m·K) |
| გრაფიტი (5%) | სასაზღვრო შეზეთვა | ტრანსფერული ფირის ფორმირება |
კომპოზიტური სიმკვრივის ფორმულა:
ρcomp = ρPTFE %PTFE + ρბრინჯაო %ბრინჯაო 100
(ოპტიმიზებული სიმკვრივე: 2.8–3.2 გ/სმ³)
შესრულების მიღწევები
(ASTM D3702 / ISO 11014 ტესტის მონაცემები)
| პარამეტრი | სუფთა PTFE | 25% ბრინჯაო | 40% ბრინჯაო |
|---|---|---|---|
| თბოგამტარობა | 0.25 ვტ/მ·კ | 2.1 | 4.5 |
| PV ლიმიტი | 0.5 მპა·მ/წმ | 0.85 | 1.2 |
| CTE (×10⁻⁶/K) | 120 | 45 | 25 |
| სიმტკიცე (შორ D) | 55 | 68 | 72 |
| ცვეთა (მგ/1000 ბრუნი) | 35 | 9 | 5 |
ძირითადი უპირატესობები:
- სითბოს გაფრქვევა60%-ით უფრო მოკლე თერმული გზა ხელს უშლის PTFE-ს დნობას (>150°C)
- განზომილებიანი სტაბილურობა: CTE შეესაბამება ლითონებს (ფოლადი CTE=11.5×10⁻⁶/K)
- ცვეთამედეგობაბრინჯაოს ნაწილაკები 60%-იან დატვირთვას იტანენ
ინოვაციური სტრუქტურა
სამმაგი გრადიენტის დალუქვის სისტემა (>20 მპა):
[პირველადი დალუქვა] ┌─40% ბრინჯაო ┐ → წნევა/თერმული დატვირთვა ├─25% გრადიენტი┤ → დაძაბულობის ბუფერიზაცია [მოქნილი ზონა] └─სუფთა PTFE ┘ → დეფორმაციის კომპენსაციადინამიური დალუქვის მექანიზმი:
- დაბალი წნევა: PTFE ფენა კომპენსირებას უკეთებს ხარვეზებს (18–22% შეკუმშვა)
- მაღალი წნევა: ბრინჯაოთი მდიდარი ფენა ეწინააღმდეგება ექსტრუზიას (<0.03 მმ უფსკრული)
- პულსირებადი დატვირთვები: ბრინჯაოს ქსელი შთანთქავს ვიბრაციას (↓80% ფრიტის ცვეთა)
ექსტრემალური პირობების გამოყენება
| აპლიკაცია | გადაწყვეტა | ვერიფიკაცია |
|---|---|---|
| ქარის ტურბინის დახრილობის ცილინდრები | 30% ბრინჯაოს PTFE საფეხურების დალუქვა | PV=0.9 მპა·მ/წმ -50°C-ზე |
| ინექციური ჩამოსხმის ბლოკები | ორმაგი გრადიენტის მოცურების რგოლები | >150 ათასი ციკლი @ 230°C |
| გემის საჭის სისტემები | ბრინჯაო-PTFE + 304SS საყრდენი | ნულოვანი კოროზია @ 35MPa ზღვის წყალში |
ჰიდრავლიკური სისტემის ტესტის მონაცემები (35 მპა):
| მეტრიკა | NBR ბეჭედი | ბრინჯაო-PTFE | გაუმჯობესება |
|---|---|---|---|
| გაჟონვა | 23.5 მლ/წთ | 0.8 | ↓96% |
| გამოყოფის ხახუნი | 4500 ჩრ | 1200 | ↓73% |
| მომსახურების ვადა | 1,800 საათი | 12,000 | ↑567% |
წარმოების პროცესი
გრადიენტის შეკუმშვა:
- ფხვნილის ფენა: 40%→25%→0% ბრინჯაოსფერი გრადიენტი
- ცივი დაწნეხვა: 30 მპა @ 80°C (PTFE ფიბრილაციის პრევენცია)
- ეტაპობრივი სინთეზირება:
- ეტაპი 1: 300°C×2h (დაძაბულობის შემსუბუქება)
- ეტაპი 2: 380°C×4h (მოლეკულური დიფუზია)
ზედაპირული ინჟინერია:
- პლაზმური გრავირება: ზედაპირის ფორიანობის 15–20%
- ვაკუუმური გაჟღენთვა: PFAE ფტორსაპოხი მასალის ინფუზია
შერჩევის სახელმძღვანელო პრინციპები
| მდგომარეობა | რეკომენდებული | მოერიდეთ |
|---|---|---|
| წნევის რყევები | ≥30% ბრინჯაო + ანტიექსტრუზიული რგოლი | გაუმაგრებელი PTFE |
| >200°C მუშაობა | ≥40% ბრინჯაოს ფენა | <15% ბრინჯაოს შემცველობა |
| აბრაზიული მედია | ≥70 Shore D ზედაპირი | დაუმუშავებელი ზედაპირები |
| >1 მ/წმ ორმხრივი შებრუნება | 3–5%-იანი გრაფიტის დამატება | მშრალი გაშვების პირობები |
ახალი თაობის კვლევა და განვითარება:
- ჭკვიანი ბეჭდები: ჩაშენებული FBG სენსორები კონტაქტური დატვირთვის მონიტორინგისთვის
- ბიომიმეტიკური სტრუქტურები: თაფლისებრი ბრინჯაოს ჩონჩხი (↓30% წონა)
- ნანო-საფარები: WS₂/MoS₂ მრავალშრიანი ფირები (μ↓-დან 0.01-მდე)
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 18 ივლისი