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四氟密封失效的分子機(jī)理如何優(yōu)化?
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四氟密封失效的分子機(jī)理如何優(yōu)化?

來源:廣東東晟密封科技有限公司更新時(shí)間:2025-02-17

通過分子尺度建模,揭示溫度交變導(dǎo)致PTFE密封界面微裂紋萌生的化學(xué)鍵重組規(guī)律。

仿真方法

1. 模型構(gòu)建:采用LAMMPS軟件建立PTFE分子鏈(-CF?-CF?-重復(fù)單元)與金屬法蘭面的接觸模型(COMPASS力場(chǎng))。

2. 工況模擬:施加溫度循環(huán)載荷(25℃→300℃→-50℃→25℃,共10個(gè)周期),記錄主鏈鍵角分布、范德華力變化。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

· 鍵能退化:高溫段(300℃)下C-F鍵拉伸振動(dòng)加劇,鍵能下降12%,導(dǎo)致分子鏈剛性降低;

· 低溫脆化-50℃時(shí)PTFE自由體積減少35%,界面應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)3.8,誘發(fā)微裂紋;

· 自修復(fù)現(xiàn)象:摻雜納米二氧化硅的PTFE在溫度恢復(fù)時(shí),Si-O鍵優(yōu)先重組,裂紋擴(kuò)展速率降低62%。

優(yōu)化建議

· 梯度摻雜:在密封界面?zhèn)仍O(shè)計(jì)5μm厚度的SiO?納米粒子梯度層(0→15wt%);

· 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):引入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(電子束輻射處理),提升200℃以上抗蠕變能力。

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