Эта статья поможет вам понять, что такое высокотемпературный силикон и чем он отличается от обычного. Вы также узнаете, как его производят, испытывают и используют в различных отраслях промышленности — от автомобилестроения и самолетостроения до электроники и промышленного оборудования.
Что такое высокотемпературный силикон?
Высокотемпературный силикон — это особый тип силикона. Он изготовлен по специальной формуле, выдерживающей экстремальные температуры.
Обычный силикон выдерживает температуры от -60°C до 200°C.
Однако высокотемпературный силикон может работать и в более жарких условиях. Большинство его видов выдерживают длительную температуру от 250 до 300 °C. Некоторые специальные виды выдерживают кратковременные воздействия температуры до 650 °C.
В чем разница между высокотемпературным силиконом и обычным силиконом?
Некоторые люди не уверены, чем высокотемпературный силикон отличается от обычного силикона.
Они могут спросить, действительно ли это лучше или просто новое название. Это распространённый вопрос, особенно при выборе материалов для жарких или суровых условий.
Высокотемпературный силикон — это не то же самое, что обычный силикон. Он предназначен для работы в условиях высоких температур и нагрузок. Его отличают прочность, термостойкость и долговечность.
В таблице ниже показано наглядное сравнение обычного силикона и высокотемпературного силикона.
| Характеристика | Обычный силикон | Высокотемпературный силикон |
| Непрерывный диапазон температур | от -60°С до 200°С | -60°C до 300°C (специальные составы до 350°C) |
| Краткосрочный предел температуры | от 230°С до 250°С | от 400°С до 650°С |
| Первичные наполнители | Кремний (SiO2) | Оксид железа (Fe2O3), оксид церия (CeO2), глинозем (Al2O3) |
| Механические свойства | Умеренный, подходит для повседневного применения | Более прочный, устойчивый к высокотемпературному старению и механическим нагрузкам |
| Расходы | Ниже | Выше |
| Типичные области применения | Потребительские товары, маловостребованные пломбы | Авиакосмическая промышленность, автомобильные двигатели, электронное тепловыделение, промышленные печи |
| Устойчивость к старению | Хорошо, подходит для общих условий | Отличная устойчивость к длительному воздействию высоких температур, УФ-излучения и химической коррозии |
Каковы ключевые моменты процесса производства высокотемпературного силикона?
Для производства высокоэффективного высокотемпературного силикона необходим строгий контроль при выборе сырья, разработке рецептуры и методах обработки.
Выбор правильной силиконовой резиновой основы
Различные силиконовые каучуки обладают разной термостойкостью и механическими свойствами. Выбор зависит от области применения продукта.
В целом, силикон с более высокой молекулярной массой и специфическими функциональными группами лучше подходит для использования при высоких температурах.
Оптимизация рецептуры
Характеристики высокотемпературного силикона во многом зависят от его состава. Обычно используются несколько основных добавок:
- Термостойкие наполнители такие как кремний и красный оксид железа, помогают улучшить термостойкость и механическую прочность.
- Термостабилизаторы Замедляют термическое окисление и разложение при высоких температурах. К ним могут относиться металлические мыла или соединения редкоземельных металлов.
- Антиоксиданты такие как затрудненные фенолы и амины замедляют старение, вызванное окислением.
- Отвердители на основе органических пероксидов способствуют сшивке при высоких температурах.
Тщательный процесс смешивания
Все исходные материалы должны быть тщательно перемешаны. Необходимо контролировать температуру, время смешивания и усилие сдвига. Это обеспечивает хорошее распределение наполнителей и правильное функционирование каждой добавки.
Выбор правильного метода формования
Высокотемпературный силикон можно формовать путем сжатия, экструзии или литья под давлением.
Для деталей, работающих под высоким давлением и высокой температурой, компрессионное формование зачастую оказывается более надежным.
Для непрерывных изделий, таких как изоляция труб и проводов, экструзия более эффективна.
Литье под давлением жидкого силиконового каучука (LSR) также становится популярным для изготовления точных или сложных деталей.
Эффективный процесс отверждения
Отверждение — заключительный и самый важный этап. Он формирует сетку сшивок, которая обеспечивает эластичность, прочность и термостойкость силикона. Температура и время отверждения должны соответствовать рецептуре и толщине детали.
Каковы испытания и стандарты для высокотемпературного силикона?
Для обеспечения качества и эксплуатационных характеристик высокотемпературных силиконовых изделий в отрасли соблюдаются специальные испытания и стандарты.
Испытание на термическое старение (ASTM D573) Испытание проверяет, как материал изменяется после длительного воздействия высоких температур. Измеряются такие свойства, как твёрдость, прочность на разрыв и относительное удлинение при разрыве. Это испытание показывает, насколько хорошо материал выдерживает воздействие тепла с течением времени.
Испытание на остаточную деформацию при сжатии (ASTM D395) Оценивает, насколько материал сохраняет деформацию после сжатия при высоких температурах. Это помогает оценить, насколько долго сохраняются его герметизирующие свойства.
Термогравиметрический анализ (ТГА) Измеряет потерю веса материала при нагревании. Это помогает определить температуру разложения и термическую стабильность.
В области электроники и электротехники, сертификация UL доказывает, что продукт безопасен и надежен. УЛ 94 особенно важно для оценки огнестойкости.
Экологические нормы, такие как RoHS и ДОСТИГАТЬ Гарантируют отсутствие в материале вредных веществ. Эти стандарты помогают сделать продукт более безопасным и экологичным.
Каковы основные области применения высокотемпературного силикона?
Высокотемпературный силикон играет ключевую роль во многих отраслях промышленности.
От автомобилей и самолетов до электроники — этот материал помогает повысить безопасность, производительность и долговечность.
Следующие примеры показывают, как высокотемпературный силикон используется в различных областях.
Автоматизированная индустрия
Высокотемпературный силикон особенно полезен в местах, подверженных воздействию тепла.
Прокладка головки блока цилиндров: В процессе сгорания топлива в двигателях возникают высокие температуры и давление. Прокладка должна обеспечивать надёжную герметизацию в этих экстремальных условиях. Прокладки из высокотемпературного силикона способны сохранять форму и герметичность в течение длительного времени. Это обеспечивает лучшую герметизацию и снижает риск утечек.
Шланг турбокомпрессора: Турбокомпрессоры создают очень горячий сжатый воздух. Шланг между турбокомпрессором и интеркулером должен выдерживать как тепло, так и давление. Обычные силиконовые шланги могут размягчиться или деформироваться под действием таких нагрузок. Высокотемпературные силиконовые шланги остаются прочными и лучше сохраняют форму.
Аэрокосмическая промышленность
В аэрокосмической отрасли требуются материалы, которые одновременно лёгкие и устойчивые к экстремальным условиям. Высокотемпературный силикон — надёжный выбор.
Уплотнительные кольца для топливных систем: Они должны обеспечивать герметичность в условиях высоких температур и агрессивных химических сред. Высокотемпературный силикон устойчив к воздействию авиационного топлива и сохраняет гибкость при высоких температурах. Обычный силикон может не выдержать таких нагрузок.
Высокотемпературная изоляционная оболочка для проводов: Проводка самолёта подвергается воздействию холода на большой высоте и жары вблизи двигателей. Изготовленные из высокотемпературного силикона рукава обеспечивают лучшую тепловую и электрическую защиту. Они помогают поддерживать безопасность и надёжность систем.
Промышленное оборудование
Многие промышленные машины работают в условиях высоких температур. Высокотемпературные силиконовые детали обеспечивают их безопасную и эффективную работу.
Уплотнители дверцы духовки: Эти уплотнители сохраняют тепло внутри духовки. Высокотемпературный силикон не трескается и не деформируется даже при длительной выпечке. Это обеспечивает герметичность духовки и экономит энергию. Обычный силикон может быстрее стареть и терять свои свойства.
Термопрессованные изоляционные прокладки: Эти прокладки обеспечивают теплоизоляцию и амортизацию. Высокотемпературные силиконовые прокладки выдерживают больше тепла и сохраняют прочность дольше, чем обычные силиконовые.
Электронная промышленность
По мере того, как электроника становится мощнее, нагрев становится всё более серьёзной проблемой. Высокотемпературный силикон помогает справиться с этим.
Заливочный компаунд для силовых модулей: Эти соединения защищают компоненты и способствуют отводу тепла. Высокотемпературный силикон обеспечивает лучшую теплопроводность и изоляцию, чем обычный силикон. Он защищает электронику в условиях высоких температур.
Уплотнительные кольца для высокотемпературных соединений: Эти кольца предотвращают попадание влаги и пыли в разъёмы. Высокотемпературный силикон сохраняет прочность и форму. Это обеспечивает надёжную герметизацию в течение длительного времени.
Заключение
По сравнению с обычным силиконом, высокотемпературный силикон отличается повышенной термостойкостью и надёжностью. Он создан для эксплуатации в сложных условиях.
Мы специализируемся на изготовлении силиконовых изделий на заказ. Мы контролируем каждый этап, от сырья до готовой продукции, чтобы гарантировать высочайшее качество. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать свой индивидуальный проект по изготовлению силиконовых изделий.
