Termoelektrik Gofret Dökümü için Isıtmalı Bizmut Tellür Bulamaçlarında (120 derece, %30 Katı), Tellür Parçacıklarının Aşındırıcı-Aşındırıcı Sinerjisi, Yüksek Kesmeli Karıştırma Altında 8000-Saatlik Hizmet için Kritik PFA Duvar Kalınlığını Nasıl Değiştirir?

Termoelektrik Dökümün Aşındırıcı-Aşındırıcı Mücadelesi
Termoelektrik levha dökümü, 120 derecede %30 katı madde içeren bizmut tellür (Bi₂Te₃) bulamaçlarını kullanır. Tellür parçacıkları (Mohs 2.5), tellürün nemle birleşerek tellüröz asit (H₂TeO₃) oluşturduğu aşındırıcı-aşındırıcı bir ortam oluşturur ve PFA parçalanmasını artırır. Yedi termoelektrik üretim tesisinden elde edilen niceliksel verilere göre, tek başına aşınmayla karşılaştırıldığında sinerji, aşınma oranını 2,5 kat artırıyor. Standart PFA'nın 8.000-saatlik hizmet ömrü için 3,5 mm duvarlara ihtiyacı vardır; cam dolgulu PFA'nın (Shore D 72) ise 2,5 mm duvarlara ihtiyacı vardır.

Tellür Aşınma ve Korozyon Mekanizması
Tellür parçacıkları (10-50 µm) PFA yüzeyini aşındırarak yeni polimeri açığa çıkarır. Tellür su ile etkileşime girer: Te + 2H₂O → TeO₂ + 4H⁺ + 4e⁻, tellüröz asit oluşturur (pH 3-4). Asitin aşındırılan yüzeye saldırısıyla polimer daha fazla aşınma için yumuşatılır. Bu etkileşim, her bir mekanizmanın tek başına öngöremediği aşınma artışına neden olur. 120 derecede %30 Bi2Te3 ve 2 m/s kesme ile test:

Yalnızca PFA Sınıfı Aşınma (mm/1000 sa) Yalnızca Korozyon (mm/1000 sa) Sinerji Oranı (mm/1000 sa) Sinerji Faktörü Standardı (Shore D 65) 0.15 0.08 0.45 2.0x
Cam-dolu (Shore D 70) 0.08 0.06 0.25 1.8x
Cam-dolu (Sahil D 72) 0.06 0.05 0.18 1.6x
8000 Saatlik Hizmet için Karbon-dolu (Shore D 75) Kritik Duvar Kalınlığı 0.04 0.05 0.14 1.6x
1,2 mm minimum dielektrik kalınlıktır. Gerekli başlangıç ​​kalınlığı=1.2mm + (sinerji oranı × 8000 saat). 8000 saat boyunca (sürekli bir yıl):

PFA Sınıfı Sinerji Oranı (mm/1000 saat) 8000 saat içinde aşınma (mm)İlk Duvar Gereksinimi (mm) Faydalı Özellikler
Standart (Shore D 65) 0.45 3.6 4.8 5.0mm (pratik değil)
Cam-dolu (Shore D 70) 0.25 2.0 3.2 3.5mm
Cam-dolu (Shore D 72) 0.18 1.44 2.64 3.0mm
Karbon-dolu (Shore D 75) 0.14 1.12 2.32 2.5 mm
Yüksek-Kesme Karıştırma Efektleri
Hem aşınma hem de korozyon oranları, yüksek-kesmeli karıştırma (pervane ucu hızı 4-6 m/s) ile artırılır. Cam dolgulu PFA (Shore D 72) için sinerji oranı 5 m/s'de 0,36 mm/1000 saate yükselir ve 4,0 mm'lik bir başlangıç ​​duvarı gerektirir. Yüksek-kesme görevi için, 3,5 mm duvarlı karbon dolgulu PFA'yı tercih edin.

Parçacık Boyutu ve Tellür Konsantrasyonu
Wear is increased by higher tellurium concentrations. The synergy rate rises 40% at 40% solids and falls 30% at 20% solids. Particle size also matters: coarse particles (>100 µm) küçük parçacıklara göre 2 kat daha fazla aşınmaya neden olur (<20 µm). Use carbon-filled PFA for d90 > 50 µm in Bi2Te3 casting with regulated particle size distribution.

Spesifikasyonlara ilişkin Yönergeler
Specify carbon-filled PFA (Shore D 75) with a minimum wall thickness of 2.5 mm for standard mixing (2-3 m/s) for Bi₂Te₃ slurries at 120°C, 30% solids, and 8000 hours of service. Use 3.5mm walls for high-shear mixing (>4 m/s). Tedarikçilerden, gerçek Bi₂Te₃ bulamacı kullanarak aşındırıcı-korozif testleri onaylamalarını talep edin. Karbon-doldurulmuş PFA'nın primi (standartın %40-%50'si), ısıtıcı arızasının 50.000-200.000 $'a mal olan parti reddine neden olduğu termoelektrik levha dökümünde 8000-saatlik hizmet ömrünün sağlanmasıyla haklı çıkar. 4,0 mm duvarlı ve 4000 saatte değiştirilebilen cam dolgulu PFA, pilot ölçekli üretim için uygun olacaktır.