PEEK的熱導率

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聚醚醚酮 (PEEK) 是一種高性能、剛性熱塑性材料,具有許多通用特性。 PEEK 具有卓越的物理和機械性能、耐磨性和耐高溫性。 它是可用的最具彈性和最搶手的熱塑性材料之一。 PEEK 的開發是為了滿足許多不同應用的需求。 它具有良好的熱穩定性和耐化學性,可在高達 250ᵒC 的溫度下長期使用。

從結構材料到電子產品,聚合物的應用範圍很廣。 在此應用中,我們將測量非對稱配置的 PEEK 熱塑性塑料的熱導率 (W/m·K)、熱擴散率 (mm2/s) 和體積比熱 (MJ/m3K)。

設備材料

使用 MP-1 瞬態平面源 (TPS) 方法測量單個 PEEK 樣品的熱導率 (W/m·K)、熱擴散率 (mm²/s) 和體積比熱 (MJ/m3K):標準模塊 . 帶有 TPS 標準模塊的 MP-1 可測量各向同性材料的平均或體積熱導率和熱擴散率。 該材料以矽酸鈣作為背襯材料的不對稱配置進行測量。

PEEK

PEEK 是一種無色熱塑性聚合物,用於許多不同的工程應用。 熱塑性聚合物是在一定高溫下變得柔韌或可模塑然後在冷卻時凝固的聚合物。 作為一種耐高溫的熱塑性材料,它可以在如此高的溫度下保持其機械強度。 它的玻璃化轉變溫度為 143ᵒC,可承受高達 300ᵒC 的工作溫度,但可在 250ᵒC 的高溫下連續使用。 PEEK 的這些高溫特性使其成為許多不同工程和工業應用的理想選擇,例如在汽車、航空航天、生物醫學和工程應用中製造許多不同類型的高性能設備。

圖 1. 採用矽酸鈣背襯的不對稱 TPS 配置的 PEEK 樣品
圖 1. 採用矽酸鈣背襯的不對稱 TPS 配置的 PEEK 樣品。

 

MP-1測試平台

MP-1 旨在通過瞬態平面源(TPS,ISO 22007-2)和瞬態熱線(THW)的強大組合來測試固體、液體、糊狀物和粉末的絕對熱導率、熱擴散率和比熱 , ASTM D7896-19) 方法。

當使用 TPS 標準方法測量材料的熱特性時,TPS 傳感器放置在兩個樣品件之間以實現對稱配置,或者放置在樣品和已知背襯絕緣之間以實現非對稱配置,每個都有面向傳感器的平面。 熱導率方程的解假設傳感器處於無限介質中,因此數據的測量和後續分析必須考慮可用樣本大小和样本外邊界造成的限制。

MP-1 多功能分析儀
圖2. MP-1 多功能分析儀

PEEK的熱導率

PEEK 樣品在非對稱配置中使用標準的 6.4 毫米半徑雙螺旋 TPS 傳感器 (3317-1) 以矽酸鈣作為背襯材料進行測量。 借助自動傳感器選擇功能,MP-1 會根據樣品尺寸推薦使用合適的傳感器。 選擇3317-1傳感器是為了滿足樣本量的TCT。 80s 和 13mW 的最佳測量參數是使用專有的 iTransient 平面源 (iTransient) 應用程序確定的。

使用獲得專利的 TPS 接觸分析 (CA),測量傳感器和样品之間的接觸電阻 (0.98 x 10-3 m2K/W) 並自動去除。 這確保了可能的最佳分析用於計算。

表 1. PEEK 熱塑性聚合物的熱物理測量。
表 1. PEEK 熱塑性聚合物的熱物理測量。

(Remark: PEEK, sensor 6.4mm radius (3317-1), 80 sec. 0.013 W, 23°C, n=5)

 

結論

PEEK 廣泛應用於從電子到航空航天應用的工程和工業應用。 其令人難以置信的機械性能和耐高溫性能使其比市場上許多其他類似的聚合物更有用。

Kurtz, S. M. (2012). An overview of PEEK biomaterials. PEEK biomaterials handbook, 1-7.

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