PTFE je veľmi užitočný materiál, pretože má jedinečnú kombináciu vlastností.PTFE je chemicky inertný, odolný voči poveternostným vplyvom, vynikajúca elektrická izolácia, odolnosť voči vysokej teplote, nízky koeficient trenia a nelepivé vlastnosti.
Polyméry sa bežne používajú vo výrobe a strojárstve, avšak publikovaný výskum popisujúci ich mechanické vlastnosti je vzhľadom na ich dôležitosť zdanlivo nedostatočne zastúpený.Mnohé z prezentovaných údajov až príliš bežne neposkytujú dostatočné informácie o presnom rodokmeni testovaného polyméru a jeho histórii spracovania.Je to pravdepodobne preto, že stanovenie základnej charakterizácie materiálu je často také ťažké ako vykonanie skutočných mechanických testov.Okrem toho je presné počítačové modelovanie mechanickej odozvy polyméru stále v plienkach.Bežne sa používa veľa empirických metód, ale mimo úzkeho rozsahu parametrov majú tendenciu byť nepresné.Jedným z dôvodov, okrem zložitosti odozvy polyméru, je to, že údaje sú často nedostupné mimo úzkeho rozsahu experimentálnych parametrov, aby sa spochybnila a rozšírila robustnosť empirických alebo fenomenologických konštitutívnych modelov.Tu uvádzame prvé výsledky zosúladeného multidisciplinárneho úsilia zameraného na pochopenie mechanickej odozvy dobre charakterizovaného polyméru z experimentálneho hľadiska a neskôr, v spojení s vytvorením robustného teoretického modelu, ktorý je možné implementovať do počítačových kódov. .
Polymér opísaný v tejto štúdii je poly(tetrafluóretylén) (PTFE).Bol vybraný z niekoľkých dôvodov, vrátane jeho použitia ako bežného inžinierskeho materiálu pre malé vysokovýkonné diely a jeho dostupnosti od viacerých výrobcov.Hoci sa v minulosti intenzívne študoval, za posledných 25 rokov sa mu venovala malá pozornosť v otvorenej literatúre.Rozhodli sme sa prehodnotiť tento materiál kvôli jeho štrukturálnej zložitosti a nedostatku mechanických údajov.PTFE je pozoruhodný materiál v mnohých smeroch.Vykazuje užitočné vlastnosti v najširšom teplotnom rozsahu akéhokoľvek polyméru;PTFE si zachováva určitú mieru ťažnosti pri 4 K av niektorých situáciách sa používa pri aplikáciách pri 540 8C. Je nerozpustný vo všetkých bežných rozpúšťadlách a je odolný voči takmer všetkým kyslým a žieravým materiálom.PTFE má spomedzi všetkých materiálov najvyšší odpor, veľmi vysokú dielektrickú pevnosť a nízke dielektrické straty.Koeficient klzného trenia medzi PTFE a mnohými inžinierskymi materiálmi je extrémne nízky a pri spekaní so zlúčeninami znižujúcimi opotrebenie vzniká priemyselne dôležitá trieda ložiskových materiálov.V spojení s nízkym koeficientom trenia a chemickou stabilitou je takmer nemožné, aby sa PTFE prilepili na iné materiály.Táto vlastnosť sa často využíva v technológii priemyselného spracovania, kde je dôležité ľahké čistenie.Jedným aspektom PTFE, ktorý ho bráni rozsiahlejšiemu priemyselnému a inžinierskemu použitiu, je jeho vysoká viskozita taveniny (1011 P pri 380 8C).To bráni tomu, aby bolo možné vstrekovanie a vyfukovanie a pre výrobu dielov sú k dispozícii iba nákladné výrobné procesy spekania a vytláčania.
Tento článok sa zameriava na charakterizáciu základného materiálu a kompresnú odozvu materiálov z rodokmeňa PTFE pri rôznych rýchlostiach deformácie a teplotách.Budúce články sa budú zaoberať ťahovou a šmykovou odozvou, podrobnými účinkami kryštalinity polyméru, balistickým a šokovým správaním a vývojom použiteľného teoretického konštitutívneho modelu.
Bolo publikovaných veľmi málo predchádzajúcich výskumov o kompresných vlastnostiach PTFE.Existuje určitý výskum vlastností tečenia, ale pokiaľ ide o inžiniersku deformáciu, do pozornosti autorov sa dostalo len šesť odkazov.V roku 1963 Davies publikoval článok o vývoji split-Hopkinson barového systému.Ako súčasť tejto správy bola prezentovaná jedna krivka napätia/deformácie pri izbovej teplote pre PTFE pri z1700 sK1.Maximálne napätie v tomto systéme bolo iba 3 %.Ďalšie údaje o vysokej rýchlosti deformácie polyméru v porovnaní s teplotou publikovali Gray a Walley.Koo zverejnil v roku 1965 údaje o napätí/deformácii pre produkt Imperial Chemical Industries PTFE s názvom Halon G-80.Stručne sa diskutovalo aj o účinkoch teploty na mechanickú odozvu.
Čas odoslania: 16. augusta 2016