Untuk Pemanas Selubung PFA (Perfluoroalkoxy) yang Digunakan untuk Mempertahankan 160 derajat dalam Larutan Asam Sulfat 90% pada Tekanan Atmosfer, Berapa Ketebalan Dinding Maksimum yang Diijinkan untuk Menjaga Polimer Di Bawah Suhu Transisi Kaca pada Antarmuka Kawat Resistansi?

Suhu transisi gelas (Tg) PFA adalah sekitar 160 derajat dalam asam sulfat 90% pada 160 derajat. Suhu antarmuka kawat lebih tinggi dibandingkan suhu asam curah karena fluks panas melalui dinding PFA. Dengan kepadatan daya 8 W/cm², ketebalan dinding maksimum yang diperbolehkan untuk mempertahankan kontak di bawah 160 derajat adalah 0,25 mm. Pada dinding tebal, kontak kawat melampaui Tg, mengakibatkan polimer melunak, mulur, dan akhirnya kegagalan. Perhitungannya didasarkan pada ΔT=q × t / k, dengan k=0.25 W/m·K. Degradasi termal pada antarmuka kawat PFA berubah dari kondisi seperti kaca menjadi karet pada atau di atas Tg kontak kawat. Polimer kehilangan kekuatan mekaniknya dan merambat di bawah tekanan kawat resistansi. Kawat dapat tenggelam ke dalam polimer yang melunak, menyebabkan korsleting atau membuat kawat terkena asam korosif. Ketika Tg terlampaui, degradasi akan terjadi dengan cepat. Kuantitatif Suhu Kawat vs. Ketebalan Dinding Untuk 90% H₂SO₄ pada 160 derajat, rapat daya 8 W/cm² Ketebalan Dinding (mm) ΔT di atas PFA ( derajat )Suhu kawat ( derajat )Kondisi PFA 0.15 48 208 Di atas Tg, pelunakan 0.20 64 224 Di atas Tg, mulur dimulai 0.25 80 240 Di atas Tg, mulur cepat 0.30 96 256 Dekat lelehan, kegagalan segera 0.35 112 272 Mencair, segera gagal Ringkasan: PFA Tidak Cocok pada 160 derajat dengan Fluks Panas Besar Suhu antarmuka kawat (208 derajat ) lebih tinggi dari Tg (160 derajat ) bahkan pada ketebalan dinding 0,15 mm. Oleh karena itu PFA tidak cocok sebagai selubung pemanas pada suhu 160 derajat dengan kepadatan daya yang wajar. Bahan lain seperti MENGINTIP (Tg=143 derajat, tetapi suhu penggunaan terus menerus lebih besar), polimida, atau selubung logam (tantalum, titanium) harus diselidiki. Menulis Spesifikasi yang Baik Untuk 90% H2SO4 pada suhu 160C, pemanas PFA sebaiknya tidak digunakan. Tentukan pemanas tantalum atau silikon karbida. Insinyur memilih bahan yang dapat menahan suhu tinggi untuk menghasilkan pengoperasian yang andal.