Wstęp

Badany materiał

Politetrafluoroetylen -[-CF2-CF2-]n- (PTFE).

Nazwa handlowa - Teflon

Zastosowanie politertrafluoroetylenu:

• Składnik smarów

• Wyściełanie aparatury chemicznej

• Produkcja materiałów dla ubrań CUG używanych w straży pożarnej oraz zakładach przemysłowych posiadających kontakt ze środkami chemicznymi

• Produkcja rur i kształtek urządzeń pracujących w ekstremalnych warunkach

• Powłoki zapobiegające przywieraniu w sprzętach gospodarstwa domowego i innym

• Materiały uszczelniające w postaci nici, taśm.

• Kolczyki do piercingu.

• Implanty przy rekonstrukcjach twarzy.

• "Ślizgacze" pod profesjonalnymi myszkami komputerowymi dla graczy

• powlekanie amunicji broni ręcznej

• membrana Gore-Tex

Do pomiarów używane były kompozyty tarflenowe wyprodukowane przez Zakłady Azotowe w Tarnowie

• Polimer PTFE - tarflen

• Kompozyt PTFE + 40 %brązu

• Kompozyt PTFE + 15 % grafitu

Urządzenie badawcze

 

Micro-Combi-Tester jest urządzeniem przeznaczonym do wyznaczania właściwości mikromechanicznych materiałów. Układ pomiarowy wyposażony jest w czujniki siły nacisku i przemieszczeń wgłębnika. Dodatkowo urządzenie posiada mikrokamerę do rejestracji wykonanych pomiarów twardości i zarysowań.

Przebieg badania

Próbki o średnicy 10mm umocowano w urządzeniu badawczym, w którym znajduje się kulka o promieniu 0.5 mm, służąca do pomiarów. Wyniki pomiarów były przesyłane przez maszynę do komputera poprzez program służący do obsługi mikrotwardościomierza.

Analiza wyników badań i wnioski

1. Przebiegi czasowe głębokości penetracji i siły działającej na wgłębnik
   
   Czysty PTFE w temperaturze 20 ^oC w porównaniu z kompozytami wykazuje mniejszą twardość. Maksymalna głębokość penetracji wyniosła ponad 0,03mm. Gdy PTFE podgrzejemy do temperatury 82^oC twardość zmniejsza się (wzrost głębokości penetracji o ok. 0,01 mm) . Przy teflonie z domieszką 15% grafitu penetracja wynosi ok. 0,025mm ,co jest znacznym polepszeniem parametru twardości względem czystego PTFE. Największą twardością wykazuje się kompozyt PTFE z 40% brązu(głębokość penetracji0.024).

2. Zmiany Er w czasie
   
   W czystym teflonie możemy zauważyć stosunkowo niską wartość modułu relaksacyjnego. Przy podgrzaniu go do temperatury 82^oC wartość ta jest jeszcze mniejsza. Dużo większą wartością modułu relaksacyjnego cechują się zatem kompozyty PTFE z domieszkami brązu i grafitu.

3. Unormowane zmiany Er
   
   PTFE z domieszkami zmienia swoje właściwości mechaniczne. Dodatki grafitu i brązu powodują poprawę właściwości mechanicznych próbki. W próbkach z dodatkiem grafitu bądź brązu wgłębnik mniej zagłębia się w próbkę.
   Przez zastosowanie domieszek zwiększamy T płynięcia co powoduje, że materiał może pracować przy większych temperaturach. Może być zastosowany tam gdzie
   PTFE bez domieszek by nie wytrzymał wysokiej temperatury.