مقدمه ای بر شوک حرارتی سیم های لعاب دار

عملکرد شوک حرارتی سیم لعابی یک شاخص مهم است، به ویژه برای موتورها و قطعات یا سیم پیچ هایی که نیاز به افزایش دما دارند، که اهمیت زیادی دارد. این به طور مستقیم بر طراحی و استفاده از تجهیزات الکتریکی تأثیر می گذارد. دمای تجهیزات الکتریکی توسط سیم های لعابی و سایر مواد عایق مورد استفاده محدود می شود. اگر بتوان از سیم‌های لعابی با شوک حرارتی بالا و مواد منطبق استفاده کرد، می‌توان بدون تغییر ساختار، قدرت بیشتری به دست آورد، یا اندازه خارجی را کاهش داد، وزن را کاهش داد، و مصرف فلزات غیرآهنی و سایر مواد را کاهش داد و در عین حال توان را بدون تغییر حفظ کرد.

1. تست پیری حرارتی

شش ماه تا یک سال (تست UL) طول می کشد تا عملکرد حرارتی سیم لعاب شده با استفاده از روش ارزیابی عمر حرارتی تعیین شود. تست پیری فاقد شبیه سازی در کاربرد است، اما کنترل کیفیت رنگ و درجه پخت فیلم رنگ در طول فرآیند تولید هنوز اهمیت عملی دارد. عوامل موثر بر عملکرد پیری:

کل فرآیند از رنگ‌سازی تا پخت سیم‌های لعابی در یک لایه، و سپس تا پیر شدن و پوسیدگی لایه رنگ، فرآیند پلیمریزاسیون، رشد و ترک خوردن و پوسیدگی پلیمر است. در رنگ آمیزی، پلیمر اولیه به طور کلی سنتز می شود و پلیمر اولیه پوشش به صورت متقاطع به یک پلیمر بالا متصل می شود که همچنین تحت یک واکنش تجزیه حرارتی قرار می گیرد. پیری ادامه پخت است. به دلیل واکنش های اتصال عرضی و ترک، عملکرد پلیمرها کاهش می یابد.

تحت شرایط دمایی خاص کوره، تغییر در سرعت خودرو مستقیماً بر تبخیر رنگ روی سیم و زمان پخت تأثیر می گذارد. محدوده سرعت مناسب خودرو می تواند عملکرد واجد شرایط پیری حرارتی را تضمین کند.

دمای بالا یا پایین کوره بر عملکرد پیری حرارتی تأثیر می گذارد.

سرعت پیری حرارتی و وجود اکسیژن به نوع هادی مربوط می شود. وجود اکسیژن می تواند واکنش ترک خوردگی زنجیره های پلیمری را تحریک کند و سرعت پیری حرارتی را تسریع کند. یون های مس می توانند از طریق مهاجرت وارد لایه رنگ شده و به نمک های آلی مس تبدیل شوند که نقش کاتالیزوری در پیری دارند.

پس از بیرون آوردن نمونه، باید آن را در دمای اتاق خنک کرد تا از سرد شدن ناگهانی و تأثیر بر داده های آزمایش جلوگیری شود.

2. تست شوک حرارتی

آزمایش شوک حرارتی برای بررسی ضربه فیلم رنگ سیم لعابی به عمل حرارتی تحت تنش مکانیکی است.

لایه رنگ سیم لعابی به دلیل گسترش یا سیم پیچی دچار تغییر شکل ازدیاد طول می شود و جابجایی نسبی بین زنجیره های مولکولی تنش داخلی را در لایه رنگ ذخیره می کند. هنگامی که لایه رنگ گرم می شود، این تنش به صورت انقباض فیلم بیان می شود. در آزمایش شوک حرارتی، لایه رنگ کشیده شده خود به دلیل گرما جمع می شود، اما هادی متصل به لایه رنگ از این انقباض جلوگیری می کند. اثر تنش داخلی و خارجی آزمایشی برای استحکام لایه رنگ است. استحکام فیلم انواع سیم های لعابی متفاوت است و میزان کاهش استحکام لایه های مختلف رنگ با افزایش دما نیز متفاوت است. در دمای معین، نیروی انقباض حرارتی لایه رنگ بیشتر از استحکام لایه رنگ است و باعث ترک خوردن لایه رنگ می شود. شوک حرارتی فیلم رنگ به کیفیت خود رنگ مربوط می شود. برای همان نوع رنگ نیز به نسبت مواد اولیه مربوط می شود

دمای پخت خیلی بالا یا خیلی پایین باعث کاهش عملکرد شوک حرارتی می شود.

عملکرد شوک حرارتی فیلم رنگ ضخیم ضعیف است.

3. شوک حرارتی، نرم شدن و تست شکست

در سیم پیچ، لایه زیرین سیم لعابی تحت فشار ناشی از کشش لایه بالایی سیم لعابی قرار می گیرد. اگر سیم لعابی در حین آغشته شدن در معرض قبل از پخت یا خشک شدن قرار گیرد، یا در دماهای بالا کار کند، لایه رنگ در اثر حرارت نرم شده و به تدریج تحت فشار نازک می شود، که ممکن است باعث ایجاد مدارهای کوتاه بین چرخشی در سیم پیچ شود. آزمایش شکست نرم شدن شوک حرارتی، توانایی یک لایه رنگ را برای مقاومت در برابر تغییر شکل حرارتی تحت نیروهای خارجی مکانیکی اندازه‌گیری می‌کند، که توانایی مطالعه تغییر شکل پلاستیک یک لایه رنگ تحت فشار در دماهای بالا است. این آزمایش ترکیبی از آزمون های گرما، الکتریسیته و نیرو است.

عملکرد شکست نرم شدن حرارت فیلم رنگ به ساختار مولکولی فیلم رنگ و نیروی بین زنجیره های مولکولی آن بستگی دارد. به طور کلی، لایه‌های رنگی حاوی مواد مولکولی خطی آلیفاتیک‌تر، عملکرد شکست ضعیفی دارند، در حالی که فیلم‌های رنگی حاوی رزین‌های ترموست آروماتیک عملکرد شکست بالایی دارند. پخت بیش از حد یا ملایم لایه رنگ نیز بر عملکرد شکست آن تأثیر می گذارد.

عواملی که بر داده های تجربی تأثیر می گذارند عبارتند از وزن بار، دمای اولیه و نرخ گرمایش.