PTFE on erittäin hyödyllinen materiaali, koska sillä on ainutlaatuinen yhdistelmä ominaisuuksia.PTFE on kemiallisesti inertti, säänkestävä, erinomainen sähköeristys, korkea lämpötilankesto, alhainen kitkakerroin ja ei-tarttuvia ominaisuuksia.
Polymeerejä käytetään yleisesti valmistuksessa ja suunnittelussa, mutta niiden mekaanisia ominaisuuksia kuvaavat julkaistut tutkimukset näyttävät olevan aliedustettuina niiden merkityksen vuoksi.Suuri osa esitetyistä tiedoista antaa liian usein riittämätöntä tietoa testatun polymeerin tarkasta sukutaulusta ja sen käsittelyhistoriasta.Tämä johtuu mahdollisesti siitä, että perusmateriaalin luonnehdinnan määrittäminen on usein yhtä vaikeaa kuin varsinaisten mekaanisten testien suorittaminen.Lisäksi tarkka tietokonemallinnus polymeerin mekaanisesta vasteesta on vielä lapsenkengissään.Useita empiirisiä menetelmiä käytetään yleisesti, mutta ne ovat yleensä epätarkkoja kapean parametrialueen ulkopuolella.Yksi syy tähän, polymeerivasteen monimutkaisuuden lisäksi, on se, että usein dataa ei ole saatavilla kapean kokeellisen parametrialueen ulkopuolella empiiristen tai fenomenologisten konstitutiivisten mallien kestävyyden haastamiseksi ja laajentamiseksi.Tässä esittelemme ensimmäiset tulokset yhteisestä monitieteisestä ponnistelusta, jonka tarkoituksena on ymmärtää hyvin karakterisoidun polymeerin mekaaninen vaste sekä kokeellisesta näkökulmasta että myöhemmin, yhdistettynä vankan teoreettisen mallin tuottamiseen, joka voidaan toteuttaa tietokonekoodeiksi. .
Tässä tutkimuksessa kuvattu polymeeri on poly(tetrafluorieteeni) (PTFE).Se valittiin useista syistä, mukaan lukien sen käyttö yleisenä suunnittelumateriaalina pienille korkean suorituskyvyn osille ja sen saatavuudesta useilta valmistajilta.Vaikka sitä on tutkittu laajasti aiemmin, se on saanut vain vähän huomiota avoimessa kirjallisuudessa viimeisen 25 vuoden aikana.Olemme päättäneet tarkastella tätä materiaalia uudelleen sen rakenteellisen monimutkaisuuden ja mekaanisten tietojen puutteen vuoksi.PTFE on monella tapaa merkittävä materiaali.Sillä on hyödyllisiä ominaisuuksia minkä tahansa polymeerin laajimmalla lämpötila-alueella;PTFE säilyttää jonkin verran sitkeyttä 4 K:ssa ja joissakin tilanteissa sitä käytetään sovelluksissa 540 8C:ssa. Se ei liukene kaikkiin yleisiin liuottimiin ja kestää lähes kaikkia happamia ja syövyttäviä materiaaleja.PTFE:llä on yksi suurimmista resistiivisyydestä kaikista materiaaleista, erittäin korkea dielektrinen lujuus ja pieni dielektrinen häviö.PTFE:n ja monien teknisten materiaalien välinen liukukitkakerroin on erittäin pieni ja kulumista vähentävillä yhdisteillä sintrattaessa muodostuu teollisesti tärkeä laakerimateriaaliluokka.Yhdessä sen alhaisen kitkakertoimen ja kemiallisen stabiilisuuden kanssa muiden materiaalien on lähes mahdotonta tarttua PTFE:hen.Tätä ominaisuutta käytetään usein teollisessa käsittelytekniikassa, jossa puhdistuksen helppous on tärkeää.Yksi PTFE:n piirre, joka on estänyt sen laajemmasta teollisesta ja teknisestä käytöstä, on sen korkea sulaviskositeetti (1011 P 380 8C:ssa).Tämä estää ruisku- ja puhallusmuovauksen mahdollisuutta ja osien valmistukseen on saatavilla vain kalliita sintraus- ja suulakepuristusvalmistusprosesseja.
Tässä artikkelissa keskitytään perusmateriaalin karakterisointiin ja PTFE-materiaalien puristusvasteeseen erilaisilla venytysnopeuksilla ja lämpötiloilla.Tulevaisuudessa käsitellään veto- ja leikkausvastetta, polymeerin kiteisyyden yksityiskohtaisia vaikutuksia, ballistista ja iskukäyttäytymistä sekä soveltuvan teoreettisen konstitutiivisen mallin kehittämistä.
Aikaisempaa tutkimusta PTFE:n puristusominaisuuksista on julkaistu hyvin vähän.Virumisominaisuuksista on jonkin verran tutkimuksia, mutta teknisten muodonmuutosten osalta vain kuusi viittausta on tullut tekijöiden tietoon.Vuonna 1963 Davies julkaisi artikkelin Split-Hopkinson-tankojärjestelmän kehittämisestä.Osana tätä raporttia esitettiin yksi huonelämpötilan jännitys/venymäkäyrä PTFE:lle arvolla z1700 sK1.Tämän järjestelmän suurin rasitus oli vain 3 %.Gray ja Walley julkaisivat lisää korkean venytysnopeuden tietoja polymeeristä lämpötilan suhteen.Koo julkaisi jännitys/venymätiedot Imperial Chemical Industries PTFE -tuotteesta nimeltä Halon G-80 vuonna 1965.Myös lämpötilan vaikutuksia mekaaniseen vasteeseen käsiteltiin lyhyesti.
Postitusaika: 16.8.2016