Абразивни{0}}корозијски изазов у термоелектричном ливењу
За термоелектрично ливење вафла користе се суспензије бизмут телурида (Би₂Те₃) на 120 степени са 30% чврстих материја. Честице телура (Мохс 2.5) стварају абразивно-корозивно окружење где телур реагује са влагом да би формирао телурну киселину (Х₂ТеО₃), убрзавајући разградњу ПФА. Квантитативна анализа из 7 термоелектричних производних погона показује да синергија повећава стопу хабања за 2,5к у поређењу са само абразијом. За век трајања од 8000-сати, стандардни ПФА захтева зидове од 3,5 мм, док ПФА пуњени стаклом (Схоре Д 72) захтевају зидове од 2,5 мм.
Механизам абразије и корозије телура
Честице телура (10-50 µм) брусе површину ПФА, откривајући свеж полимер. Телур реагује са водом: Те + 2Х₂О → ТеО₂ + 4Х⁺ + 4е⁻, формирајући телурну киселину (пХ 3-4). Киселина напада абрадирану површину, омекшавајући полимер за даље хабање. Ова синергија узрокује убрзано хабање које није предвиђено ни једним механизмом. Испитивање на 120 степени са 30% Би₂Те₃, смицање 2 м/с:
| ПФА Граде | Само абразија (мм/1000х) | Само корозија (мм/1000х) | Брзина синергије (мм/1000х) | Синергијски фактор |
|---|---|---|---|---|
| Стандард (Схоре Д 65) | 0.15 | 0.08 | 0.45 | 2.0x |
| Стакло{0}}пуњено (Схоре Д 70) | 0.08 | 0.06 | 0.25 | 1.8x |
| Стакло{0}}пуњено (Схоре Д 72) | 0.06 | 0.05 | 0.18 | 1.6x |
| Испуњен угљеником (Схоре Д 75) | 0.04 | 0.05 | 0.14 | 1.6x |
Критична дебљина зида за 8000-часовну услугу
Минимална дебљина диелектрика је 1,2 мм. Потребна почетна дебљина=1.2мм + (брзина синергије × 8000х). За 8000х (1 година непрекидно):
| ПФА Граде | Брзина синергије (мм/1000х) | Хабање за 8000х (мм) | Потребан почетни зид (мм) | Практична спецификација |
|---|---|---|---|---|
| Стандард (Схоре Д 65) | 0.45 | 3.6 | 4.8 | 5,0 мм (није практично) |
| Стакло{0}}пуњено (Схоре Д 70) | 0.25 | 2.0 | 3.2 | 3.5мм |
| Стакло{0}}пуњено (Схоре Д 72) | 0.18 | 1.44 | 2.64 | 3.0мм |
| Испуњен угљеником (Схоре Д 75) | 0.14 | 1.12 | 2.32 | 2.5мм |
Високи{0}}ефекти мешања смицања
Високо{0}}мешање (брзина врха радног кола 4-6 м/с) повећава стопу абразије и корозије. При брзини од 5 м/с, брзина синергије за ПФА-пуњену стаклом (Схоре Д 72) се удвостручује на 0,36 мм/1000 х, што захтева почетни зид од 4,0 мм. За услуге високог{11}}смицања, наведите ПФА испуњен угљеником са зидовима од 3,5 мм.
Концентрација телура и величина честица
Higher tellurium concentration increases wear. At 40% solids, synergy rate increases 40%; at 20% solids, decreases 30%. Particle size also matters: coarse particles (>100 µм) узрокују 2к трошење финих честица (<20 µm). For Bi₂Te₃ casting with controlled particle size distribution, specify carbon-filled PFA for d90 > 50 µm.
Специфицатион Гуиданце
For Bi₂Te₃ slurries at 120°C, 30% solids, 8000-hour service, specify carbon-filled PFA (Shore D 75) with 2.5mm minimum wall thickness for standard mixing (2-3 m/s). For high-shear mixing (>4 м/с), наведите зидове од 3,5 мм. Захтевати сертификацију добављача за абразивно-тестирање корозије са стварним Би₂Те₃ суспензијом. Премијум за ПФА-пуњени угљеником (40-50% у односу на стандард) је оправдан омогућавањем радног века од 8000{{12}сати у термоелектричном ливењу плочице, где квар грејача изазива одбацивање серије која кошта 50.000-200.000 УСД. За пилотску производњу може бити прихватљива ПФА пуњена стаклом са зидовима од 4,0 мм и замена од 4000 сати.
