उन्नत सिरेमिक -भरे पीटीएफई कंपोजिट हीटर शीथ में घर्षण प्रतिरोध में सुधार कैसे कर रहे हैं?

शुद्ध पीटीएफई रासायनिक रूप से बहुत अच्छा है लेकिन यांत्रिक रूप से मजबूत, फिसलन वाले मोम की तरह नरम है। अपघर्षक उत्प्रेरक कणों या खनिज घोल वाले उत्तेजित टैंक में कणों के निरंतर प्रभाव से पारंपरिक पीटीएफई हीटर शीथ धीरे-धीरे खराब हो सकता है। पीटीएफई कंपोजिट की एक नई पीढ़ी सिरेमिक से भरी हुई है। पॉलिमर को सूक्ष्म कठोर सिरेमिक कणों के साथ मजबूत किया जाता है, जो एक साथ मिलकर एक म्यान बनाते हैं जो हिंसक घर्षण के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन फिर भी इसमें रासायनिक जड़ता है जिसने पीटीएफई को पहले स्थान पर वांछनीय बना दिया है।

सिरेमिक से भरे पीटीएफई समग्र घर्षण प्रतिरोधी हीटर का निर्माण रासायनिक रूप से आक्रामक और यांत्रिक रूप से शत्रुतापूर्ण सेटिंग्स के लिए विसर्जन हीटर डिजाइन में एक बड़ा बदलाव है। आधुनिक फ़्लोरोपॉलीमर हीटर केवल संक्षारण प्रतिरोध ही नहीं, बल्कि निरंतर भौतिक घर्षण का सामना करने के लिए बनाए जा रहे हैं।

शुद्ध पीटीएफई अपघर्षक सेवा में विफल क्यों होता है?
पीटीएफई रासायनिक रूप से अत्यधिक प्रतिरोधी है और इसकी सतह ऊर्जा कम है, लेकिन धातु या सिरेमिक की तुलना में कुछ हद तक नरम है।

शुद्ध पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन की यांत्रिक सीमाएँ
शुद्ध PTFE निम्न के संपर्क में आने में सक्षम है: - अपघर्षक प्रवाह की स्थिति

सतह को खंगालना.

प्रगतिशील भौतिक हानि

ग्रूव्स और वेयर ट्रैक्स

आवरण की मोटाई कम होना

हीटर का समय से पहले खराब होना

निलंबित ठोस पदार्थों के साथ उत्तेजित टैंकों में, अशांत प्रवाह लगातार कणों के साथ हीटर की सतह पर बमबारी करता है।

उदाहरण हैं:

उत्प्रेरक घोल

खनिजों का निलंबन

अपशिष्ट जल में गंदगी

क्रिस्टलीय लवण

सिरेमिक पाउडर

पीटीएफई रासायनिक हमले के प्रति बहुत प्रतिरोधी है, लेकिन इसकी कोमलता इसे दीर्घकालिक यांत्रिक क्षरण के प्रति संवेदनशील बनाती है।

पीटीएफई सुदृढीकरण के लिए सिरेमिक फिलर्स
नवीन समग्र विधि पीटीएफई के मैट्रिक्स को ही बदल देती है।

सिरेमिक कण एंबेडेड
सिरेमिक सामग्री के महीन पाउडर जैसे:

एल्यूमिना (Al2O3)

सिलिका (SiO2)

आवरण बनाने से पहले पीटीएफई राल के साथ मिलाया जाता है।

ये कण स्थायी रूप से पॉलिमर ढांचे में शामिल हो जाते हैं।

PTFE कवच के एक छोटे से सूट में पहना हुआ है।

कम्पोजिट घिसाव का विरोध कैसे करते हैं
समग्र की सतह पर अपघर्षक कणों के प्रभाव के दौरान:

मजबूत सिरेमिक कण प्रभाव की अधिकांश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं

स्थानीयकृत कटाई और घाव को न्यूनतम किया जाता है

पीटीएफई हटाना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है

सतह का घिसाव काफी कम हो जाता है

नरम फ़्लोरोपॉलीमर को लगातार खींचने की अनुमति नहीं है। पॉलिमर में डाले गए सिरेमिक कण आसपास के पॉलिमर की रक्षा करते हैं।

पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि नाटकीय हो सकती है।

घर्षण प्रतिरोध में मापनीय रूप से सुधार हुआ
प्रयोगशाला घर्षण परीक्षण में सिरेमिक रीइन्फोर्सिंग कुशल थी।

टेबर घर्षण का प्रतिरोध
टेबर घर्षण परीक्षण जैसे विशिष्ट घिसाव परीक्षण से आम तौर पर पता चलता है कि:

जनहानि बहुत कम हो गई

निचली सतहों पर घिसाव कम हो गया

बेहतर आयामी स्थिरता

कुछ फॉर्मूलेशन में घर्षण प्रतिरोध को बढ़ाया जाता है:

बिना भरे पीटीएफई की तुलना में कम से कम 10 का कारक

यह पीटीएफई को एक ऐसी सामग्री बनाता है जो रासायनिक रूप से प्रतिरोधी होने के साथ-साथ यांत्रिक रूप से नाजुक होने के बजाय अत्यधिक अपघर्षक औद्योगिक सेटिंग्स का सामना कर सकता है।

पीटीएफई के रासायनिक लाभ रखें
सिरेमिक से भरे कंपोजिट का एक बड़ा लाभ यह है कि पीटीएफई के मूल रासायनिक गुण काफी हद तक बरकरार रहते हैं।

फिर भी उच्च रासायनिक जड़त्व
समग्र में अभी भी है:

अच्छा रासायनिक प्रतिरोध

विरोधी -चिपकने वाले गुण

संक्षारण के प्रति प्रतिरोधक क्षमता

पानी का कम उठाव

यह सामग्री को उन स्थितियों में कार्य करने में सक्षम बनाता है जहां धातु हीटर शीथ जल्दी से खराब हो जाएंगे या खराब हो जाएंगे।

नॉन-स्टिक गुण प्रतिधारण
सतह पीटीएफई के विशिष्ट कम आसंजन व्यवहार को भी बरकरार रखती है, लेकिन भराव घर्षण के गुणांक में मामूली वृद्धि का कारण बनता है।

इससे कम करने में मदद मिलती है:

कीचड़ का निर्माण

क्रिस्टलीकरण द्वारा दूषण

कण चिपकना

सफ़ाई की कठिनाई

फ़िलर सामग्री इतनी सावधानी से सीमित क्यों है?
0.5% से 1%. सिरेमिक भराव सामग्री को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।

लचीलापन और कठोरता
सामान्य भराव लोडिंग अभी भी अनुमति देने के लिए काफी कम है:

प्रोसेस

यांत्रिक लचीलापन

थर्मल विस्तार निकासी

गठन की विशेषताएँ

उच्च भराव लोडिंग से म्यान बन सकता है:

कमज़ोर

बनाना कठिन है

थर्मल साइक्लिंग से टूटने की आशंका

परिणामस्वरूप, समग्रता केवल कठोरता में वृद्धि के बजाय एक सावधानीपूर्वक इंजीनियर किया गया समझौता है।

सिरेमिक से भरे पीटीएफई का ट्रेडऑफ़
पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार हुआ है फिर भी कुछ सामग्री गुणों में बदलाव आया है।

ढांकता हुआ ताकत कम हो गई
सिरेमिक कणों का समावेश विद्युत इन्सुलेशन प्रदर्शन को मामूली रूप से ख़राब कर सकता है।

संभावित प्रभावों में शामिल हैं:

कम ढांकता हुआ ताकत

अतिरिक्त सूक्ष्म दोष मार्ग

विद्युत ब्रेकडाउन विशेषताओं को संशोधित किया गया

हालाँकि, सामग्री अभी भी विसर्जन हीटर इन्सुलेशन अनुप्रयोगों के लिए बहुत अच्छी है।

सतह पर बढ़ा हुआ घर्षण
शुद्ध PTFE के साथ तुलना:

घर्षण गुणांक कुछ हद तक बढ़ जाता है।

सतह की फिसलन थोड़ी कम हो जाती है

अधिकांश स्लरी हीटिंग अनुप्रयोगों को देखते हुए घर्षण प्रतिरोध में सुधार को देखते हुए इसे आम तौर पर एक अच्छा ट्रेड ऑफ माना जाता है।

बढ़ते औद्योगिक अनुप्रयोग
सख्त सिरेमिक -भरा पीटीएफई फ्लोरोपॉलीमर हीटरों के लिए नए औद्योगिक बाजार तैयार कर रहा है।

खनन एवं खनिज प्रसंस्करण
खनन कार्यों में आमतौर पर विसर्जन हीटरों का सामना करना पड़ता है:

रेत-गारा ले जाना

कुचले हुए अयस्कों का निलंबन

अपघर्षक प्रक्रिया धाराएँ

इस वातावरण में सिरेमिक से भरे शीथों का सेवा जीवन नाटकीय रूप से बढ़ जाता है।

व्यर्थ पानी का उपचार
अपशिष्ट जल प्रणालियों में आमतौर पर शामिल हैं:

निलंबित धूल

सिलिका धूल

जैविक ठोस

मिट्टी पीसना

इन स्थितियों में, पारंपरिक फ्लोरोपॉलीमर हीटर तेजी से खराब होने की संभावना रखते हैं, और मिश्रित समाधान अधिक से अधिक वांछनीय होते जा रहे हैं।

ठोस राज्य उत्प्रेरक का उपयोग करने वाले रासायनिक रिएक्टर
निलंबित उत्प्रेरक कणों वाले रासायनिक रिएक्टरों में, विसर्जन हीटर उच्च यांत्रिक तनाव का अनुभव करते हैं।

समग्र आवरण PTFE हीटरों को जीवित रहने में सक्षम बनाता है:

लगातार अशांति

कणों का पुनर्चक्रण

उच्च वेग घोल प्रवाह

लेकिन अभी भी संक्षारक प्रक्रिया रसायन विज्ञान के प्रति प्रतिरोधी है।

तापीय एवं यांत्रिक समस्याएँ
थर्मल व्यवहार पर सिरेमिक फिलर्स के प्रभाव का भी अध्ययन किया जाता है।

बेहतर आयामी स्थिरता
फिलर्स निम्न को कम करने में सहायता कर सकते हैं:

थर्मल रेंगना.

सतह की विकृति

लोड होने पर यांत्रिक घिसाव

यह लंबे समय तक उत्तेजित प्रणालियों में स्थिरता को बढ़ावा देता है।

रूढ़िवादी डिज़ाइन की आवश्यकता अभी भी बनी हुई है
सख्त सतह के बावजूद, अच्छे इंजीनियरिंग अभ्यास की अभी भी आवश्यकता है:

वाट घनत्व नियंत्रित

सही प्रवाह वितरण

कंपन नियंत्रण

उचित समर्थन संरचनाएँ

सम्मिश्रण स्थायित्व में सुधार करता है लेकिन उपयुक्त हीटर प्लेसमेंट और यांत्रिक डिजाइन की आवश्यकता को समाप्त नहीं करता है।

महँगे धातु मिश्रधातु से दूर जा रहे हैं
ऐतिहासिक रूप से, अपघर्षक घोल को गर्म करने के लिए महंगी विदेशी धातुओं की आवश्यकता होती है।

धात्विक समाधान सीमाएँ
यहां तक ​​कि उच्च - प्रदर्शन वाली धातुएं भी इसके प्रति संवेदनशील हो सकती हैं:

जंग

(त्वचा पर) गड्ढा पड़ना

कटाव एवं अवसादन

आनुपातिक दरों से बढ़ाएँ

रासायनिक असंगति.

दूसरा तरीका सिरेमिक से भरे पीटीएफई कंपोजिट का उपयोग करना है। इन्हें मिलाकर तैयार किया जाता है:

संक्षारण प्रतिरोध

गैर--चिपकने वाला व्यवहार

घर्षण का प्रतिरोध

एक भौतिक प्रणाली में.

सारांश
उन्नत सिरेमिक से भरे पीटीएफई कंपोजिट कठोर औद्योगिक वातावरण में फ्लोरोपॉलीमर हीटर शीथ अनुप्रयोगों के परिदृश्य को बदल रहे हैं। यह पीटीएफई मैट्रिक्स में एल्यूमिना या सिलिका के छोटे कणों को एम्बेड करके हासिल किया गया है, जिससे रासायनिक जड़ता और कम {{1}फ़ॉलिंग व्यवहार का त्याग किए बिना घर्षण प्रतिरोध में काफी सुधार हुआ है जो पीटीएफई तकनीक को अद्वितीय बनाता है।

मिश्रित घोलों, खनन प्रणालियों, अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं और निलंबित ठोस पदार्थों वाले रासायनिक रिएक्टरों में काम करने वाले विसर्जन हीटरों के लिए मिश्रित सामग्रियों को तेजी से पसंद किया जा रहा है। ढांकता हुआ शक्ति और घर्षण गुणों में मामूली बदलाव हैं, लेकिन यांत्रिक स्थायित्व में लाभ काफी हैं।

सिरेमिक से भरे हुए पीटीएफई कंपोजिट धीरे-धीरे 'सॉफ्ट पॉलिमर' स्टीरियोटाइप को तोड़ रहे हैं, और संक्षारण प्रतिरोधी हीटरों को उन अनुप्रयोगों में प्रवेश करने में सक्षम बना रहे हैं जो अब तक महंगे और अभी भी नाजुक धातु मिश्र धातुओं पर निर्भर थे। रासायनिक रूप से प्रतिरोधी हीटिंग का भविष्य तेजी से उन सामग्रियों पर निर्भर करता है जो निष्क्रिय रसायन विज्ञान को वास्तविक भौतिक मजबूती के साथ जोड़ते हैं।