วิธีปรับปรุงความต้านทานต่ออุณหภูมิของแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่ | คู่มือวัสดุ

ความร้อนคือการทดสอบจริงของแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่

เราได้เห็นรูปแบบความล้มเหลวนี้มากกว่าหนึ่งครั้ง: แผ่นฉนวนในอุปกรณ์แบตเตอรี่ลิเธียมผ่านการตรวจสอบอุณหภูมิห้องทุกครั้ง แต่ภายในไม่กี่เดือนขอบก็มืดลง พื้นผิวให้ความรู้สึกเหมือนขี้ผึ้ง และความเป็นฉนวนลดลงเกือบหนึ่งในสาม อุปกรณ์ติดตั้งอยู่ห่างจากเซลล์ที่ทำงานที่อุณหภูมิ 70 °C ตลอดทั้งวันเพียงไม่กี่เซนติเมตร โดยอาจมีอุณหภูมิสูงกว่า 100 °C เป็นครั้งคราว ความล้มเหลวไม่ใช่อุบัติเหตุที่มีคุณภาพ

การทนต่ออุณหภูมิของแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่เป็นคุณสมบัติของระบบ มันถูกสร้างขึ้นจากสี่ส่วนที่โต้ตอบกัน: โครงข่ายอีพอกซีเรซิน, ใยแก้วและพื้นผิวของมัน, แพ็คเกจตัวเติม และกระบวนการบ่มที่เชื่อมเข้าด้วยกัน ปรับปรุงส่วนหนึ่งแล้วคุณจะได้องศาไม่กี่องศา ปรับปรุงทั้งสี่ในลักษณะที่ประสานกัน และอุณหภูมิการบริการอย่างต่อเนื่องจะเคลื่อนจากประมาณ 120 °C เป็น 180 °C หรือสูงกว่า

สิ่งที่จำกัดประสิทธิภาพการระบายความร้อนของแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่

ก่อนที่จะหารือเกี่ยวกับวิธีแก้ปัญหา ควรระบุเพดานทั้งสี่ที่ยับยั้งประสิทธิภาพการระบายความร้อนก่อน

อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วจะกำหนดเพดานแรก

อีพ็อกซี่ที่บ่มแล้วจะมีพฤติกรรมเหมือนของแข็งแข็งที่อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ให้ความร้อนแผ่นผ่าน Tg และโครงข่ายโพลีเมอร์จะอ่อนตัวลง โมดูลัสแรงดัดงอจะลดลง และวัสดุเริ่มคืบคลานภายใต้แรงกดดันในการจับยึด อีพ็อกซี่บิสฟีนอล-เอมาตรฐานที่มีสารทำให้แข็งทั่วไปจะตกที่อุณหภูมิระหว่าง 110 °C ถึง 140 °C ซึ่งเป็นที่ยอมรับสำหรับฉนวนไฟฟ้าทั่วไป แต่มีเพียงเล็กน้อยใกล้กับขดลวดมอเตอร์ แกนหม้อแปลง หรือหน้าสัมผัสแบตเตอรี่ กฎในทางปฏิบัติคือ อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องควรต่ำกว่า Tg เป็นอย่างดี และ Tg ควรได้รับการตรวจสอบด้วยดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมทรี (DSC) หรือการวิเคราะห์เชิงกลแบบไดนามิก (DMA) ไม่ใช่แค่คัดลอกจากเอกสารข้อมูลเท่านั้น

ส่วนต่อประสานระหว่างไฟเบอร์และเรซินจะแตกหักก่อนในการหมุนเวียนความร้อน

ใยแก้วขยายตัวช้า อีพ็อกซี่ขยายตัวเร็วขึ้น ในระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน ความเค้นเฉือนจะมุ่งไปที่ส่วนต่อประสานของไฟเบอร์และเรซิน หากส่วนต่อประสานอ่อนแอ รอยแตกขนาดเล็กจะปรากฏขึ้นนานก่อนที่เรซินจำนวนมากจะสลายตัว และรอยแตกเหล่านั้นจะกลายเป็นช่องทางสำหรับความชื้น การติดตาม และการคายประจุบางส่วน นี่คือเหตุผลว่าทำไมสารเชื่อมต่อไซเลนบนผิวกระจกจึงเป็นคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพความร้อนอย่างแท้จริง ไม่ใช่รายละเอียดการรักษาพื้นผิว

การแก่ชราจากความร้อนเปลี่ยนแปลงกฎเกณฑ์

ความต้านทานต่ออุณหภูมิไม่เพียงแต่เกี่ยวกับอุณหภูมิสูงสุดที่แผ่นสามารถอยู่รอดได้ไม่กี่นาทีเท่านั้น นอกจากนี้ยังเกี่ยวกับการอยู่รอดของความร้อนอย่างต่อเนื่องหลายปีอีกด้วย อีพ็อกซี่ออกซิไดซ์อย่างช้าๆ ที่อุณหภูมิ 150–200 °C ทำให้น้ำหนักลดลง เปราะ และทำให้พื้นผิวแตกร้าว ลามิเนตที่ผ่านการทดสอบระยะสั้นอาจสูญเสียความต้านทานแรงดัดงอลงครึ่งหนึ่งหลังจากอายุ 500 ชั่วโมง นั่นคือเหตุผลที่ตัวชี้วัดระยะยาว เช่น ดัชนีความร้อนสัมพัทธ์ (RTI) มีความสำคัญมากกว่าอุณหภูมิสูงสุดที่พิมพ์ในโบรชัวร์การตลาด

ความต้านทานต่ออุณหภูมิสี่วิธีได้รับการปรับปรุงในทางปฏิบัติ

การปรับปรุงเริ่มต้นที่ขั้นตอนการกำหนดสูตรเรซินและสิ้นสุดด้วยการควบคุมกระบวนการที่มีระเบียบวินัย แต่ละขั้นตอนมีส่วนช่วยให้วัดผลได้และวางซ้อนกันได้

เคมีเรซินและระบบการบ่ม

อัตราขยายที่รวดเร็วที่สุดมาจากการแทนที่อีพ็อกซี่บิสฟีนอล-A มาตรฐานด้วยอีพ็อกซี่อเนกประสงค์หรือโนโวแลค เรซินเหล่านี้สร้างโครงข่ายเชื่อมขวางที่มีความหนาแน่นมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ Tg สูงขึ้นและชะลอการย่อยสลายแบบออกซิเดชัน การจับคู่กับอะโรมาติกเอมีนหรือสารบ่มแอนไฮไดรด์จะเพิ่มอุณหภูมิประมาณ 20–40 °C เมื่อเทียบกับสารชุบแข็งทั่วไป และขั้นตอนหลังการบ่มที่มีการควบคุมจะดัน Tg สุดท้ายให้สูงกว่าอุณหภูมิสูงสุดที่แผ่นงานจะเห็นในการให้บริการ การตัดสินใจเกี่ยวกับเรซินจะถูกล็อคไว้ในขั้นตอนการทำให้ชุ่ม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเรา สายพรีเพกอีพ็อกซี่ ได้รับการออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนตั้งแต่เริ่มต้น เมื่อเคลือบผ้าแก้วแล้ว ไม่มีขั้นตอนกระบวนการใดในภายหลังก็สามารถคืนสูตรที่อ่อนแอได้

ผู้ผลิตพรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์อีพ็อกซี่แบบกำหนดเอง, โรงงาน เรานำเสนอพรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์อีพ็อกซี่แบบกำหนดเอง Jiangyin Dongli New Materials Technology Co. , Ltd เป็นผู้ผลิตพรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์อีพ็อกซี่ของจีน... ดูผลิตภัณฑ์ →

วิศวกรรมใยแก้วและส่วนต่อประสาน

ชนิดไฟเบอร์กำหนดฝ้าเพดานระยะยาว กระจก E มาตรฐานนั้นเพียงพอสำหรับการเป็นฉนวนส่วนใหญ่ แต่ลามิเนตที่มีจุดประสงค์เพื่อให้ความร้อนอย่างยั่งยืนนั้น ให้ใช้กระจก E-CR หรือกระจก S ซึ่งคงความแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่าและต้านทานการไฮโดรไลซิสได้ดีกว่า ผิวกระจกก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน สารเชื่อมต่อไซเลนที่เข้ากันได้จะสร้างพันธะเคมีระหว่างพื้นผิวกระจกและโครงข่ายอีพอกซี ชะลอความล้มเหลวของอินเทอร์เฟซภายใต้วงจรความร้อน และรักษาความแข็งแรงของแรงดัดงอไว้เหมือนเดิมหลังการเสื่อมสภาพ

สารตัวเติมที่ดูดซับความร้อนและขยายตัวช้า

สารตัวเติมที่เป็นฉนวนไฟฟ้าและนำความร้อน เช่น ซิลิกาผสม อลูมินา หรือโบรอนไนไตรด์ช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและดึงความร้อนออกจากจุดร้อน อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์มีส่วนช่วยต่างกัน: โดยจะปล่อยไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 200 °C ซึ่งระงับการแพร่กระจายของเปลวไฟและควัน แพ็คเกจตัวเติมจะทำงานเมื่อมีการควบคุมขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคเท่านั้น เนื่องจากตัวตัวเติมที่เกาะกลุ่มกันจะสร้างความเข้มข้นของความเครียดซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพทางกลลดลงที่อุณหภูมิสูง

วงจรการรักษาและการควบคุมกระบวนการ

เคมีจะดีพอๆ กับกระบวนการที่ตระหนักรู้เท่านั้น ควรวางแผ่นลามิเนตในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม เนื่องจากฝุ่นและความชื้นจะสร้างช่องว่างที่กลายเป็นนิวเคลียสที่เสียหายภายใต้ความร้อน การแข็งตัวภายใต้ความร้อนและความดันต้องเป็นไปตามวงจรการบ่มที่ตรงกับระบบเรซิน ตามด้วยการบ่มภายหลังซึ่งช่วยลดความเครียดภายใน ในฐานการผลิตขนาด 32,000 ตร.ม. ของเรา ห้องปฏิบัติงานที่มีอุณหภูมิคงที่และห้องคลีนรูม 100,000 ชั้นช่วยปกป้องขั้นตอนนี้ และกำหนดเวลาการบ่มจะได้รับการปรับแต่งตามเกรดเรซิน เพื่อให้แผ่นงานสำเร็จรูปบรรลุ Tg ตามที่สัญญาไว้ทางเคมี

วิธีตรวจสอบประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงก่อนที่คุณจะระบุ

การเรียกร้องการปรับปรุงจำเป็นต้องมีหลักฐาน เมื่อเปรียบเทียบซัพพลายเออร์ ให้มองข้ามหัวข้อ Tg และถามคุณสมบัติด้านล่าง

ซัพพลายเออร์ที่สามารถอธิบายวิธีการวัดค่าแต่ละค่าได้ เช่น วงจรการบ่ม ความหนาของชิ้นงานทดสอบ ระเบียบการเสื่อมสภาพ และการปรับสภาพ มีความน่าเชื่อถือมากกว่าซัพพลายเออร์ที่ส่งเอกสารข้อมูลแบบหน้าเดียว ที่ มาตรฐานการทดสอบความร้อนที่ใช้สำหรับเทอร์โมเซตพรีเพก ให้เทมเพลตที่เป็นประโยชน์สำหรับรายงานฉบับเต็มเพื่อขอ

เมื่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ได้รับการปรับปรุงมีความสำคัญในผลิตภัณฑ์จริง

ความต้านทานต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นไม่ใช่ข้อกำหนดเชิงนามธรรม มันส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือในการใช้งานที่มีความต้องการสูงจำนวนหนึ่ง

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

เซลล์ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียมจะสร้างความร้อนอย่างต่อเนื่อง ส่วนบัสบาร์และขั้วต่อจะสร้างจุดร้อนในระหว่างการคายประจุสูง แผ่นฉนวนที่ใช้ระหว่างเซลล์ ใต้บัสบาร์ หรือภายในกล่องบรรจุภัณฑ์ จะต้องคงความเป็นฉนวนไว้ที่ 80–100 °C เป็นเวลาหลายปี ไม่ใช่ชั่วโมง ด้วยเหตุผลเดียวกันของเรา แผ่นฉนวนอีพ็อกซี่ไฟเบอร์กลาส ผลิตด้วยสูตรที่ได้รับการจัดอันดับ UL 94 V0 และความหนาที่ควบคุมได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฉนวนแบตเตอรี่และอุปกรณ์ไฟฟ้า เรายังผลิต ตัวเรือนแบตเตอรี่และส่วนประกอบฉนวน สำหรับลูกค้าที่ต้องการระเบียบวินัยด้านความร้อนแบบเดียวกันในชิ้นส่วนสำเร็จรูป

ผู้ผลิตกล่องแบตเตอรี่คาร์บอนไฟเบอร์แบบกำหนดเอง, โรงงาน เรานำเสนอกล่องแบตเตอรี่คาร์บอนไฟเบอร์แบบกำหนดเอง Jiangyin Dongli New Materials Technology Co. , Ltd เป็นผู้ผลิตกล่องแบตเตอรี่คาร์บอนไฟเบอร์ของจีน... ดูผลิตภัณฑ์ →

ผู้ผลิตแผ่นฉนวนใยแก้วอีพอกซีเรซินแบบกำหนดเอง, โรงงาน เรานำเสนอบอร์ดฉนวนใยแก้วอีพอกซีเรซินแบบกำหนดเอง Jiangyin Dongli New Materials Technology Co. , Ltd คืออีพอกซีเรซินจีน Glassfiber... ดูผลิตภัณฑ์ →

อุปกรณ์ติดตั้ง PCB และเครื่องมือบัดกรี

ฟิกซ์เจอร์ทดสอบและพาเลทบัดกรีแบบคลื่นเห็นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบช็อกซ้ำๆ แผ่นงานที่มี Tg ไม่เพียงพอจะทำให้อ่อนตัว บิดเบี้ยว และสูญเสียความแม่นยำของมิติ ซึ่งแปลโดยตรงเป็นโพรบที่ไม่ตรงแนวและรอบการทดสอบที่ล้มเหลว ลามิเนตที่มี Tg สูงจะคงความเรียบตลอดกระบวนการรีโฟลว์ซ้ำๆ

หม้อแปลงไฟฟ้า สวิตช์เกียร์ และเครื่องจักรแบบหมุน

ในหม้อแปลงและสวิตช์เกียร์ แผ่นฉนวนจะแยกตัวนำที่มีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน จุดร้อนรวมกับความชื้นเป็นสูตรคลาสสิกสำหรับการติดตามทางไฟฟ้า ดังนั้น CTI ที่สูงและความเป็นฉนวนที่เสถียรที่อุณหภูมิการทำงานจึงกลายเป็นเรื่องสำคัญด้านความปลอดภัย ในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฉนวนช่องจะต้องต้านทานทั้งความร้อนและการสั่นสะเทือน คุณภาพของอินเทอร์เฟซของไฟเบอร์และเรซินจะตัดสินว่ามันจะคงอยู่ได้นานแค่ไหน

เมื่อการใช้งานเป็นแบบโครงสร้างมากกว่าแบบไฟฟ้า และโหลด (ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า) เป็นตัวขับเคลื่อนการออกแบบ - แผ่นคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ เป็นทางเลือกตามปกติ สำหรับสภาวะความร้อนจัดที่ต้องการทั้งฉนวนและการรองรับทางกล ผ้าใยอะรามิดที่มีอุณหภูมิสูง เป็นตระกูลวัสดุเสริมที่ควรค่าแก่การประเมิน

Takeaway ในทางปฏิบัติ

ความต้านทานต่ออุณหภูมิในแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่ไม่ใช่หมายเลขเอกสารข้อมูลเดียว ซึ่งเป็นผลมาจากระบบที่ประสานกัน: เรซินมัลติฟังก์ชั่น สารบ่มที่ตรงกัน เส้นใยที่มีความเสถียรทางความร้อน สารตัวเติมที่ได้รับการควบคุม และวงจรการบ่มที่ให้ Tg ตามที่สัญญาไว้ แต่ละเลเยอร์จะเพิ่มระยะขอบที่วัดได้ และเลเยอร์ที่อ่อนแอที่สุดจะกำหนดขีดจำกัดสุดท้าย

เมื่อคุณระบุแผ่น ให้กำหนดอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่อง อุณหภูมิสูงสุด และอายุการใช้งานที่ต้องการก่อน จากนั้นขอข้อมูลอายุ ไม่ใช่แค่ค่าใหม่ ผู้ผลิตที่มีการควบคุมกระบวนการเต็มรูปแบบ ตั้งแต่การเคลือบผ้าแก้วไปจนถึงการเคลือบแผงขั้นสุดท้าย สามารถให้คำตอบแก่คุณได้โดยตรง เนื่องจากประสิทธิภาพการระบายความร้อนถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ขั้นตอนแรก