A termoelektromos ostyaöntéshez (120 fokos, 30% szilárdanyag-tartalom) használt fűtött bizmut-tellurid szuszpenziókban hogyan módosítja a tellúrrészecskék csiszoló-korrozív szinergiája a kritikus PFA falvastagságot 8000 -órás üzemóra alatt?
Hagyjon üzenetet
A termoelektromos öntvény csiszoló-korróziós kihívása
A termoelektromos ostyaöntéshez bizmuttellurid (Bi2Te3) szuszpenziót használnak 120 fokon, 30% szilárdanyag-tartalommal. A tellúr részecskék (Mohs 2.5) csiszoló-korrozív környezetet hoznak létre, ahol a tellúr nedvességgel egyesül, így képződik tellúrsav (H2TeO3), fokozva a PFA lebomlását. A szinergia önmagában a kopással összehasonlítva 2,5-szeresére növeli a kopási arányt hét termoelektromos gyártóüzem kvantitatív adatai szerint. A szabványos PFA-nak 3,5 mm-es falra van szüksége a 8000{10}}órás élettartamhoz, míg az üveggel töltött PFA-hoz (Shore D 72) 2,5 mm-es falak.
A tellúros kopás és korrózió mechanizmusa
Tellúr részecskék (10-50 µm) koptatják a PFA felületét, új polimert szabadítva fel. A tellúr kölcsönhatásba lép a vízzel: Te + 2H₂O → TeO₂ + 4H⁺ + 4e⁻, Tellursav keletkezik (pH 3-4). A polimer meglágyul a nagyobb kopás érdekében a savnak a kopott felületre gyakorolt támadása miatt. Ez a kölcsönhatás fokozott kopást generál, amelyet az egyes mechanizmusok külön-külön nem jeleznek előre. Tesztelés 30% Bi2Te3-mal és 2 m/s nyírással 120 fokon:
Csak PFA fokozatú kopás (mm/1000h) Csak korrózió (mm/1000h) Szinergiaarány (mm/1000h) Szinergiafaktor szabvány (Shore D 65) 0.15 0.08 0.45 2.0x
Üveggel-töltött (Shore D 70) 0.08 0.06 0.25 1.8x
Üveggel-töltött (Shore D 72) 0.06 0.05 0.18 1.6x
Szén-töltött (Shore D 75) Kritikus falvastagság 8000 órás szolgáltatáshoz 0.04 0.05 0.14 1.6x
1,2 mm a minimális dielektromos vastagság. Szükséges kezdővastagság=1.2mm + (szinergiaarány × 8000h). 8000 órán keresztül (egy folyamatos év):
PFA fokozatú szinergia arány (mm/1000h) 8000 óra elhasználódás (mm) kezdeti falkövetelmény (mm) Hasznos specifikáció
Normál (Shore D 65) 0.45 3.6 4.8 5.0mm (nem praktikus)
Üveggel-töltött (Shore D 70) 0.25 2.0 3.2 3.5mm
Üveggel-töltött (Shore D 72) 0.18 1.44 2.64 3.0mm
Szén-töltött (Shore D 75) 0.14 1.12 2.32 2.5 mm
Erős{0}}nyíró keverési effektusok
Mind a kopás, mind a korrózió sebességét növeli a nagy-nyírású keverés (4-6 m/s járókerék csúcssebessége). Üveggel töltött PFA (Shore D 72) esetén a szinergiaarány 0,36 mm/1000h-ra növekszik 5 m/s sebességnél, ami 4,0 mm-es kezdőfalat tesz szükségessé. A nagy nyírási igénybevételhez használjon szénnel töltött PFA-t 3,5 mm-es falakkal.
Részecskeméret és Tellúr-koncentráció
Wear is increased by higher tellurium concentrations. The synergy rate rises 40% at 40% solids and falls 30% at 20% solids. Particle size also matters: coarse particles (>100 µm) kétszer nagyobb kopást okoznak, mint a kis részecskék (<20 µm). Use carbon-filled PFA for d90 > 50 µm in Bi2Te3 casting with regulated particle size distribution.
Útmutató a specifikációkhoz
Specify carbon-filled PFA (Shore D 75) with a minimum wall thickness of 2.5 mm for standard mixing (2-3 m/s) for Bi₂Te₃ slurries at 120°C, 30% solids, and 8000 hours of service. Use 3.5mm walls for high-shear mixing (>4 m/s). Követelje meg, hogy a beszállítók hitelesítsék a csiszoló-korrozív vizsgálatot valódi Bi₂Te₃-iszap használatával. A szénnel -töltött PFA prémiumát (40-50%-kal a szabványhoz képest) indokolja a 8000-órás élettartam lehetővé tétele a termoelektromos ostyaöntésben, ahol a fűtőelem meghibásodása 50 000-200 000 dollárba kerülő tétel elutasítását okozza. Az üveggel töltött PFA 4,0 mm-es falakkal és 4000 órás cserével alkalmas lenne kísérleti gyártásra.
