عبارت “خواص فیزیکی سیلیکون” را جستجو کنید و بیشتر نتایج مانند یک کتاب درسی شیمی خوانده میشوند - برای امتحان خوب است، اما برای تعیین مشخصات یک قطعه بیفایده است. شما هنوز چگالی، محدوده سختی، سقف دما یا اینکه کدام استاندارد آزمایش از هر عدد پشتیبانی میکند را دریافت نمیکنید.
لاستیک سیلیکونی استاندارد درون یک پوشش تعریفشده قرار میگیرد: چگالی ۱.۱۰ تا ۱.۵۰ گرم بر سانتیمتر مکعب، سختی از Shore 00-5 تا Shore A-90، و محدوده دمایی مداوم از -۶۰ درجه سانتیگراد تا +۲۳۰ درجه سانتیگراد، با عایق الکتریکی پایدار و نفوذپذیری گازی غیرمعمول بالا. متن کامل در زیر آمده است، هر مقدار به روش آزمایش ASTM یا ISO مربوط میشود.
این ارقام، سیلیکونهای همه منظوره (HCR و LSR) را توصیف میکنند. میزان پرکننده، سیستم پخت و گرید، اعداد دقیق - که به ازای هر ویژگی ذکر شدهاند - را تغییر میدهند.
برگه مشخصات خواص فیزیکی سیلیکون
برگه مشخصات خواص فیزیکی سیلیکون که چگالی، سختی، محدوده دمایی، مقادیر الکتریکی، نوری و نفوذپذیری را به همراه استانداردهای تست ASTM و ISO نشان میدهد.
| ویژگی | محدوده/مقدار معمول | استاندارد آزمون |
|---|---|---|
| ظاهر | پایه شفاف؛ قابل رنگدانه؛ پس از پر شدن مات | — |
| چگالی (وزن مخصوص) | ۱.۱۰ تا ۱.۵۰ گرم بر سانتیمتر مکعب (تا حدود ۲.۰ پر شده) | ASTM D792 |
| سختی | ساحل ۰۰-۵ تا ساحل A-۹۰ | ASTM D2240 |
| استحکام کششی | ۴–۱۱ مگاپاسکال (مقاومت بالا تا حدود ۱۳) | ASTM D412 |
| ازدیاد طول در نقطه شکست | ۲۰۰–۸۰۰۱TP3T | ASTM D412 |
| استحکام پارگی | ۱۰–۵۵ کیلونیوتن بر متر | ASTM D624 |
| مجموعه فشرده سازی | پایین در سراسر محدوده دما | ایزو ۸۱۵ / ASTM D395 |
| دمای کار | −60 °C تا +230 °C (کوتاه مدت تا +300 °C) | ASTM D573 / D746 |
| رسانایی حرارتی | ~0.2 وات بر متر مکعب بر کلوین | — |
| ضریب انبساط حرارتی | ۲۰۰–۴۰۰ × ۱۰⁻⁶ /K | ASTM E831 |
| جذب آب | زیر 0.5% | ASTM D471 |
| زاویه تماس آب / انرژی سطح | ~110° / ~22 mN/m (آبگریز) | — |
| نفوذپذیری گاز و بخار | بالا در مقایسه با سایر الاستومرها | — |
| قدرت دی الکتریک | ۱۸–۲۵ کیلوولت بر میلیمتر | — |
| مقاومت ویژه حجمی | ~10¹⁵ اهم·سانتیمتر | — |
| انتقال نوری | بیش از 91% (LSR درجه نوری) | — |
| اشتعال پذیری | خودخاموششونده؛ مطابق با استاندارد FR تا UL 94 V-0 | استاندارد UL 94 |
برگه مشخصات بالا طوری طراحی شده است که بتوان آن را کپی یا به عنوان کارت مرجع ذخیره کرد. شماره پشت هر ویژگی در صفحه اختصاصی آن قرار دارد که در زیر هر بخش در زیر لینک آن قرار دارد.
ظاهر و حالت
سیلیکون به طور طبیعی شفاف است و رنگدانه را به خوبی جذب میکند و پس از پر شدن یا رنگآمیزی کاملاً مات میشود. پرداخت سطح توسط قالب و پسپردازش تعیین میشود، نه توسط پلیمر. این یک ویژگی ظاهری است، نه یک ویژگی عملکردی - به دما، سختی یا انطباق وابسته نیست.
چگالی، وزن و رفتار آب
سیلیکون از آب چگالتر است (۱.۱۰ تا ۱.۵۰ گرم بر سانتیمتر مکعب)، بنابراین شناور نمیشود و از نظر وزنی کمتر از ۰.۵۱TP3T آب جذب میکند - به شکلی که معمولاً در این سوال مطرح میشود، متخلخل نیست. ترکیبات پر شده تا حدود ۲.۰ گرم بر سانتیمتر مکعب بالا میروند. سطح آبگریز است و زاویه تماس آب نزدیک به ۱۱۰ درجه است، به همین دلیل است که آب به جای خیس شدن، به صورت قطرات آب درمیآید.
→ ادامه مطلب: چگالی، وزن و آبگریزی سیلیکون
سختی و رفتار مکانیکی
سیلیکون تولیدی از Shore 00-5 (ژل-نرم) تا Shore A-90 (سفت) را شامل میشود، با استحکام کششی ۴-۱۱ مگاپاسکال و ازدیاد طول ۲۰۰-۸۰۰۱TP3T. سختی اولین مشخصه ای است که ثابت می ماند زیرا با مقاومت پارگی و ازدیاد طول رابطه معکوس دارد - گریدهای نرم تر بیشتر کش می آیند اما زودتر پاره می شوند.
→ ادامه مطلب: راهنمای سختی سنجی و دورومتر سیلیکون
محدوده دما و رفتار حرارتی
سیلیکون خواص خود را از 60- درجه سانتیگراد تا 230+ درجه سانتیگراد به طور مداوم حفظ میکند، و انواع دمابالای آن تا 300+ درجه سانتیگراد نیز به مدت کوتاهی تغییر میکند. رسانایی حرارتی پایین (~0.2 W/m·K) و ضریب انبساط حرارتی بالا (200-400 ×10⁻⁶/K) است که برای تلرانسهای دقیق در قطعات داغ اهمیت دارد.
→ ادامه مطلب: رسانایی حرارتی و مقاومت حرارتی سیلیکون
خواص الکتریکی
سیلیکون یک دیالکتریک قوی است - استحکام دیالکتریک ۱۸-۲۵ کیلوولت بر میلیمتر و مقاومت حجمی حدود ۱۰¹۵ اهم · سانتیمتر - مگر اینکه عمداً با کربن ترکیب شود تا رسانا باشد. این قابلیت دوگانه دلیل آن است که چرا همان پلیمر پایه، هم عایق فشار قوی و هم محافظ EMI را در صفحه کلیدهای خود به کار میگیرد.
→ ادامه مطلب: خواص الکتریکی سیلیکون
خواص نوری
LSR با درجه نوری، بیش از 91% نور مرئی را از خود عبور میدهد و در برابر زرد شدن بسیار بهتر از اپوکسی یا پلی کربنات مقاومت میکند. ضریب شکست در محدوده ۱.۴۰ تا ۱.۵۵ قرار دارد، به همین دلیل است که در محفظههای LED و اپتیک لنزها ظاهر میشود.
→ ادامه مطلب: خواص نوری سیلیکون
نفوذپذیری گاز و بخار
سیلیکون نسبت به سایر الاستومرها نفوذپذیری بسیار بیشتری در برابر گاز دارد - به همین دلیل است که برای لولههای اکسیژن و غشاهای قابل تنفس انتخاب میشود و به همین دلیل است که برای یک مانع گازی، درزگیر مناسبی نیست. این ویژگی اغلب با تخلخل اشتباه گرفته میشود؛ این ماده جامد است اما به گازها اجازه میدهد تا از آن عبور کنند.
→ ادامه مطلب: نفوذپذیری گاز و بخار سیلیکون
اشتعال پذیری
سیلیکون استاندارد خودخاموششونده است و گریدهای FR با دود کم و بدون خروجی هالوژن به UL 94 V-0 میرسند. احتراق به جای شعلهی چکهکننده، خاکستر سیلیسی نارسانا از خود به جا میگذارد، به همین دلیل واجد شرایط استانداردهای راهآهن و حملونقل عمومی است.
→ ادامه مطلب: رفتار آتش و اشتعال پذیری سیلیکون
جایی که این اعداد دیگر اعمال نمیشوند
هر محدودهی بالا، سیلیکون با کاربرد عمومی را در نظر میگیرد. مرزها با سه انتخاب جابجا میشوند:
- HCR در مقابل LSR - تلرانس قابل دستیابی و تمیزی سطح را تعیین میکند، نه خودِ پوشش ملک را.
- بارگذاری پرکننده — چگالی و سختی را افزایش میدهد و میتواند ازدیاد طول و مقاومت پارگی را کاهش دهد.
- سیستم درمانی — انواع پخت شده با پلاتینیوم بیبو و شفاف میمانند؛ انواع پخت شده با پراکسید ارزانتر هستند اما برای از بین بردن بوی باقی مانده به عملیات تکمیلی پخت نیاز دارند.
اینها محدودیتهای کاربرد هستند، نه نقص. مقدار داده شده در برگه اطلاعات فقط برای ترکیب خاصی که روی آن اندازهگیری شده است، معتبر است.
سوالات متداول
آیا سیلیکون شناور میماند؟
خیر. چگالی آن ۱.۱۰ تا ۱.۵۰ گرم بر سانتیمتر مکعب از آب بیشتر است، بنابراین در آب فرو میرود.
آیا سیلیکون متخلخل است؟
خیر - جذب آب زیر 0.5% باقی میماند. با این حال، بسیار نفوذپذیر در برابر گاز است که یک ویژگی متفاوت است.
وزن سیلیکون چقدر است؟
تقریباً ۱.۱ تا ۱.۵ برابر وزن آب برای حجم یکسان؛ ترکیبات پر شده میتوانند به حدود ۲.۰ گرم بر سانتیمتر مکعب برسند.
سیلیکون تا چه دمایی را تحمل میکند؟
از -60 درجه سانتیگراد تا +230 درجه سانتیگراد به طور مداوم، و انواع دما بالا، گردشهای کوتاه تا +300 درجه سانتیگراد را نیز تحمل میکنند.
آنچه برای مشخص کردن قطعه شما نیاز داریم
این محدودهها سیلیکون استاندارد را توصیف میکنند. اعداد دقیق برای قطعه شما به گرید، سختی هدف، هدف انطباق () بستگی دارد.FDA 21 CFR 177.2600, LFGB، یا کلاس ششم USP) و دمای عملیاتی - و این چهار گزینه همچنین هزینه و زمان تحویل را تعیین میکنند. آنها را ارسال کنید و ما یک برگه مشخصات برای مجموعه واقعی ارسال خواهیم کرد.
