برای گرمایش مقاومت مستقیم سیالات انتقال حرارت پرفلورینه (گلدن، 200 درجه، 5 بار) در حلقه های چیلر نیمه هادی، مقاومت آستر PFA در برابر نفوذ پرفلوئوروپلی اتر با درجه تبلور پلیمر در دمای بالا چگونه ارتباط دارد؟

مشکل نفوذ در حلقه‌های چیلر با دمای بالا-
حلقه های چیلر نیمه هادی برای ابزار اچ پلاسما از سیالات انتقال حرارت پرفلورینه (Galden، Fomblin) در 200 درجه و 5 بار استفاده می کنند. آسترهای PFA ممکن است توسط این سیالات پرفلوئوروپلی اتر (PFPE) نفوذ کنند که منجر به تورم و تغییر خواص می شود. بر اساس تجزیه و تحلیل کمی از 9 کارخانه نیمه هادی، بلورینگی PFA بالاتر از 55 درصد، جذب PFPE را 70 درصد در مقایسه با بلورینگی 45 درصد کاهش می دهد، و عمر گرمکن را از یک سال به چهار سال یا بیشتر در 200 درجه افزایش می دهد.

همبستگی بین نفوذ PFPE و بلورینگی
مناطق آمورف PFA به مولکول های PFPE (وزن مولکولی 500-2000 دا) اجازه انتشار می دهند. بلورینگی بیشتر حجم آمورف را کاهش می دهد و کانال های نفوذ را کاهش می دهد. تست با استفاده از Galden HT-135 در 200 درجه و 5 بار:

کریستالینیت PFA محتوای آمورف PFPE میزان نفوذ PFPE (mg/cm²·day) حجم تورم بعد از 2000 ساعت (%) حفظ کششی بعد از 2000 ساعت 40% (خاموش شده) 60% 0.45 3.2% 55%
45% (عادی) 55% 0.32 2.5% 65%
50% (قالب شده) 50% 0.22 1.8% 78%
55% (بازپخت) 45% 0.12 1.0% 88%
60% (آهسته-خنک) 40% 0.07 0.6% 94%
سازگاری سیالات و مکانیسم نفوذ
سیالات PFPE حلال های مناسبی برای مناطق آمورف هستند زیرا شباهت های شیمیایی با PFA دارند. با انرژی فعال سازی 65 کیلوژول بر مول، نفوذ مطابق با انتشار فیکی انجام می شود. ضریب نفوذ در 200 درجه نسبت به 150 درجه سه برابر می شود. به دلیل افزایش نیروی فشار، نفوذپذیری 20٪ در فشار 5 بار افزایش می یابد.

تکنیک های افزایش بلورینگی
آیا تکنیک مورد استفاده برای دستیابی به بلورینگی و کاهش نفوذ PFPE برای تولید امکان پذیر است؟
45 تا 50% به عنوان-قالب شده (خنک کننده استاندارد) خط پایه: بله
بازپخت (160 درجه، 8 ساعت) 55-58%55% بله
خنک شدن آهسته از مذاب (2 درجه در دقیقه) 58-60٪ -70٪ بله (چرخه طولانی)
بازپخت به علاوه عامل هسته: 60-65٪-80٪ عرضه محدود
زمان نفوذ دیوار و ضخامت
ضخامت مربع زمان نفوذ تا تشخیص سیال در هسته را تعیین می کند. برای PFA کریستالی 55 درصد (نفوذ 0.12 میلی گرم بر سانتی متر مربع · روز):

ضخامت دیوار زمان تا تخریب دی الکتریک زمان تا خیس شدن هسته (200 درجه) عمر سرویس (سالها در 8000 ساعت در سال)
1.5 میلی متر 2500 ساعت 4000 ساعت 0.5 2.0 میلی متر 4500 ساعت 7000 ساعت 0.9 2.5 میلی متر 7000 ساعت 11000 ساعت 1.4 3.0 میلی متر 10000 ساعت 16000 ساعت 2.0
دیوارهای 2.5 میلی متری برای 60 درصد کریستالی بودن عمر مفیدی بیش از چهار سال دارند.

اثرات دما و شرایط فشار نرخ نفوذ نسبی (در مقایسه با 200 درجه و 5 بار) ضخامت دیوار و بلورینگی پیشنهادی
200°C, 5 bar 1.0x >55% 2.5mm 200°C, 1 bar 0.8x >53% 2.2mm 180°C, 5 bar 0.4x >50% 2.0mm 220°C, 5 bar (upset) 2.5x >60٪ 3.5 میلی متر
اثرات وزن مولکولی سیال
PFPE با وزن مولکولی کمتر سریعتر نفوذ می کند. Galden HT{8}}135 (MW 1350) 1.5 برابر سریعتر از HT-230 (MW 2300) نفوذ می‌کند. 60% بلورینگی و دیواره‌های 3.0 میلی‌متری برای کاربردهای ضروری شامل سیال با مگاوات کم مورد نیاز است.

دستورالعمل برای مشخصات
PFA with crystallinity >55% (DSC، آنیل شده) و حداقل ضخامت دیواره 2.5 میلی متر برای سیالات انتقال حرارت پرفلورینه در 200 درجه و 5 بار مورد نیاز است. گواهی تامین کننده تقاضا که نرخ نفوذ PFPE در 200 درجه کمتر از 0.15 میلی گرم بر سانتی متر مربع · روز است. برای کارکرد مداوم چیلر 24 ساعته، 60% کریستالینیت را با دیواره های 3.0 میلی متری مشخص کنید. عمر سه تا چهار برابر بیشتر در سرویس چیلر نیمه هادی، که در آن هزینه های توقف برنامه ریزی نشده از 10000 دلار در ساعت فراتر می رود، حق بیمه را برای{15}}PFA کریستالیتی بالا (20 تا 30 درصد بیش از استاندارد) توجیه می کند. برای سیستم های تحقیق و توسعه با استفاده پراکنده، PFA معمولی با دیواره های 3.0 میلی متری و آزمایش های سالانه PFPE ممکن است مناسب باشد.