Elastomery, mazy, tmely, Elastomery těsnění, spoje, přenos rotace a posuvu do vakua, ventily • přírodní kaučuk • syntetický kaučuk - neopren,... • viton • silikonové gumy • teflon □ {3 Table 16.7 Generic Trade and Chemical Names of Polymer Materials Frequently Used in Vacuum Generic Trade Chemical Fluoroelastomer Buna-N (nitrile) Buna-S Neoprene Butyl Polyurethane Propyl Silicone Perfluoro- elastomer PTFE PCTFE Polyimide Vitonfl, Fluoreľ Adiprenefl Nordel0 Silastic** Kalrež0 Teflon*, Halon' Kel-F Vesper, Envexc Vinyl i dene fluoride-hexafluoropropylene copolymer Butadiene-acronitrile Butadiene-styrene copolymer Chloroprene polymer Isobutylene-isoprene copolymer Polyester or polyether di-isocyanate copolymer Ethylene-propylene copolymer Dimethyl polvsiloxane polymer Tetrafl uoroethy lene-perfl uoromethy I viny I ether copolymer Tetrafluoroetnylene polymer Chlorotrifluoroethylene copolymer Pyromellitimide polymer Source. Reprinted with permission from J. Vac. Sci. Technoi. 3-M Company. 17', p. 330, R. N. Peacock. Copyright 1980, The American c Rogers Corporation. Vacuum Society. Dow Corning Corporation. a E. I. du Pont de Nemours and Company. * Allied Chemical Company. ^.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003) Vakuová fyzika 2 Viton FPM - podle DIN-ISO FKM - podle ASTM Viton - obchodní značka firmy DuPont fluorový kaučuk • dobrá tepelná odolnost • dobré vakuové vlastnosti Vakuová fyzika 2 3/39 Silikon dobré tepelné vlastnosti, větší propustnost pro plyny ve srovnání s Vitonem CH3 CH3 CH3 _Si_0-Si—O-Si- CH3 CH3 CH2 Vakuová fyzika 2 4/39 Teflon tetrafluoretylén, při teplotě kolem 327 °C nastává změna vlastností (pokles pevnosti, roztažnost,..), nad 400 °C se rozkládá Použití: • těsnění • el. izolátor • konstrukční prvek ve vak. reaktoru Hostaflon - monochlortriflueretylén Vakuová fyzika 2 5/39 T "C ľ cm3 (EľTP) mm 1 f 10-7-i--i- 1 cm: sec atm Autor He Xe H, 00, CH4 Prírodná guma 20 18 33 — — — — — 1 Norton j Weininger 17 — • — 28 12 4 72 13 Amerongen 25 — — 39 18 7 102 22 35 — • 59 29 11 145 36 43 — — 77 39 16 185 50 50 — — 97 50 23 220 64 Neoprén (typ G) 20 3,5 7,6 — — — — — ^ Norton J Weininger 17 — — 7 2 0,5 12 1 Amerongen 25 — — 10 3 0,9 20 3 35 — — 16 5 1,7 31 5 43 — — 23 8 2,6 44 7 50 — — 29 10 3,6 57 10 ?W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 = Vakuová fyzika 2 +1 -w»t Obr. 16-5. Starnutie prírodnej gumy: pevnosť v ťahu ozB a ťažnosť ô (merané pri teplote miestnosti) v závislosti od doby státia t pri 70 °C, resp. pri 150 °C (Ehlers). 3W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 19ÉQ Vakuová fyzika 2 7/39 Vlastnosti niektorých predajných špeciálnych druhov neoprénu (Garlotta) Typ Použitie Prevádzková oblasť °0 Tvrdosť podía Shořeno (A stupnica) kg/cm2 s % 605-5 Tesnenie; suché teploty -40 až +150 60 105 250 601-10 Nízke teploty; olejové tuky -60 až 4^00 50 105 400 601-8 Odolné voči éteru -45 až +120 60 105 250 597-1 Pre velmi mäkké gumy -54 až +107 40 140 815 4 4W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 19ÉQ Vakuová fyzika 2 8/39 Torr 70 r2 701 Ps i 10 70 '6 / / / / f / / f / / / / V > / / / 1 1 i i 1 1 1 • I 1 I i -50 -20 O +20 50 70 700 750°C -+~T Obr. 16-2. Tlak nasýtenej pary ps pre rôzne druhy gúm v závislosti od teploty T. 1 — perbunan (syntetická guma); 2 — silikonový kaučuk; 3 — špeciálna vákuová guma (destilačný produkt) „Myvaseal" (podľa Ardenneho); 4 — teflon. 'W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 Vakuová fyzika 2 Properties* Group Name Chemical comp. Electr Flame Imper- Heat Cold - meabi- - resistance lity resistance Non-oil Natural rubber Isoprene G P F F G resistant S.B.R. Buna S Styrene/butadiene G P F F G Butyl U.R. Isoprene/isobutylene G P E G F Polybutadyene Butadiene G P F F G Oil and Thiokol Organic polysulfide F P E G F Petroleum Nitrile, Phil- Acrylonitrile/buta- resistant prene, Hycar, diene Buna N, Perbunan P P E G F Polyurethane Diisocyanate/polyes- ter of polyether F F G G G Neoprene Chloroprene F G G G F Hypalon Chlorosulfonated polyethylene G G — G P Heat Silicone, Silastic Polysiloxane E F F E E resistant Fluocarbon Vinylidene fluoride/ * Viton hexafluoropropylene E G —■ E F Kalrez** Perfluoroelastomer E G — E F *In comparison with the other elastomers: E=excellent, G=good, F—fair, P=poor. ** du Pont - ECD/006. 'A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 = Vakuová fyzika 2 l aD. 0.4. Küzne elastomery (kaučuky) Druh syntetického kaučuku Složeni Obchodní název Pracovní teplota (K) isobutylen isoprenový (butylkaučuk) kopolymer isobutylenu s přísadou isoprenú Polysar Butyl, Hycar 290 - 400 butadién akrylnitrilový * kopolymer butadienu a akrylnitrylu Perbunan, N Butaprene FR-N l) 290-370 butadienstyrenový kopolymer styrenu s různými monomery Buna-S3, KER-S fluoropolymerový kopolymer vinylidenfluoridu a hexachlorpropylenu kopolymer trifluorchlorethylenu s vinylidenfluoridem polytetrafluor KEL-F, Viton A a B, Vitol, Fluorothene, Hostfalon, Teflon2) 300-520 polyuretanový kopolymer diisokyanátu s alkoholy a dalšími přísadami Adipren chloroprenový polychlorpren Chloropren, Neoprenne 290-350 silikonový kopolymer dimethyldichlorsilanu s trimethytchlorsilanem Silastic,3) Silopren 320-520 7J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 I1dJFbtš'cm*> 10 r2 i'3 10 r4 10 •5 10 -7 100 1000 V (min) Obr. 6.7. Závislost měrné desorpce lx des z povrchu některých elastomerů při 298 K na čase (podle R. Gellera, 1958) 1 — syntetická pryž (ľ ploché těsněni; 1" kruhové těsnění); 2 — perbunan;3 - araldit, polyuretan; 4 — teflon; 5 — hostaflon 8 J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Vakuová fyzika 2 12 / 39 Tab. 6.5. Charakteristiky těsnění z elastomerů (orientační údaje) Natékání těsněním Uvolňování po setrvání Dosažený mezní tlak Látka o délce 1 cm při 298 K ve vakuu po dobu 24 h v čerpaném systému a 100 kPa po 1 h a při 298 K (Pal s"1 cm"1) (Pal s"1 cm"2) (Pa) silikonový kaučuk 4.HT5 5.10"7 3.HT5 polyuretan l.HT6 — — Viton A (1-2). 10-6 2.10"6 1.10'7 butylkaučuk (1-2). 10"7 1.10"6 l.HT7 Neoprenne — 5.10"6 2.10"7 Teflon — 3.10"6 4.10~7 nitrylkaučuk (1-2), 10'7 KEL-F l.HT6 Chloropren 1.10~7 Buna-N — — 4.KT7 kaučuk 4.10"6 2.10"6 7.UT7 Poznámka: Povlak mazu na těsnění zmenšuje natékání plynu; zvýšení teploty z 300 na 425 K zvětšuje natékání o dva řády. (J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1984« = Vakuová fyzika 2 13 / 39 Materiálové vlastnosti teflonu (polytetrafluôretylénu)1) . Vlastnost Podia firmy MERKEL-Werke Podra Dielsa Štruktúra do 327 °C kryštalický; nie termoplastický od 327 °C2) amorfné galerty od 400°C rozkladá sa pomaly na prchavé súčasti Merná váha g/cm8 2,1-2,3 Pracovná oblasť °C -50 až +250 Prípustná trvalá teplota pri miernom zaťažení °C 200 200—260 Bod krehnutia °c . -150 Prípustná najnižšia teplota °c. — -100 aŽ -160 Tlak pár mmHg pozri obr. 16-2 Durometrová tvrdosť A stupnica 50-65 Tvrdosť podia Shoreho A stupnica — 92-95 Tvrdosť pri vtlaku gulôcky (DIN 7 705) kg/cmä 10 sec : 320 60 S3C : 3lH, 60 sec: 200-250 Pevnosť v ťahu kg/cm2 -57 °C 23 °C 77 °C 20 °C 450-630 140—380 105-280 150-250 natiahnutá (orientovaná) fólia (25°G) 1050 10 10 W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky. SAV, Bratislava 1960 Vakuová fyzika 2 = Time (h) 11_ 11F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2§03) Torr 7 70 rt m r2 70 10 70 tf1 70" 70 -v ŠM lil i NÍ t I li vi 4 / i i 9 * II li 1 i li il li lij <' 1 f ľ if —^ 11 Ii I # ■ // -700 -50 O +700 +200+300+400°C -► r Obr. 17-1. Tenzia nasýtenej pary ps v závislosti od teploty T odplynených vakuových olejov, mazov a tmelov. 12 12 W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 Vakuová fyzika 2 16 / 39 Tab. 6.3. Orientační charakteristiky mazů, vosků, tmelů a laků Teplota (°C) Tlak par1) Druh materiálu Užití tání (měknutí) maximální pracovní při 25 °C (Pa) Mazy apiezonové L 1 zábrusy 30 10"5-10-7 M ■ Leybold zábrusy 40-50 30 io-3-i 120 °C pozri obr. 17-8 15 hodín: 130 °G alebo 1 hodina: 180 °C 24 hodín: 25 °C 24-48 hodín: 20 °C dotvrdzovanie pri 40-60 °C Pevnosť v ťahu kg/mms 7-8 5,6 Pevnosť v ohybe kg/mm8 12-13 Rázová húževnatosť kg. cm cm2 13-14 Pevnosť v Smyku kg/mma tmelenie plechov pozri obr. 17-9 tmelenie plechoví) 20 °C: 5-6 100 °C: «3 140 °C: «0,4 1,4-3,5 Ü staticky: 2 dynamicky (10»): 0,65 Pevnosť v tlaku kg/mm2 12,6 Modul elasticity kg/mm2 300 -310 Lineárny koeficient tepelnej rozťažnosti 1/°C Merný el. odpor ohm . cm 20 °C: 101« 8. 10" Dielektrická pevnosť kV/mm pri hrúbke 1 mm: asi 60 25 Elektrická konštanta (20 °C) e 6 3,9 - 3,5 Dielektrický stratový faktor (20 °C) 10-4 tg<5 103 Hz: 100 2 . 10» Hz: 60 8,2 . 10' Hz: 200 pozri aj obr. 17-10 pre 800 Hz: 20 "C: 37 140 °C: 100 200 25 25 W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 = Vakuová fyzika 2 7 Torr 7Q~1 - t ti / - 20 60 700 740 180 °C -*T Obr. 17-1 A. Tenzia nasýtenej pary pg pri dvoch druhoch tmelu z epoxydových živíc, zloženého zo 100 dielov aralditu CN 5021) a 8—10 dielov trietyléntetramínu (po 24 hodinovom „tvrdnutí za chladna" pri teplote miestnosti) v závislosti od teploty T (Stivala). 26_ 26W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 30 / 39 Vakuová fyzika 2 Vlastnosti tesniacich tmelov, voskov, lakov a živíc, najpoužívanejších vo vákuovej technike*) Pol. Označenie Dodávate!1) -25°0 mm Hg Tlak pái +25° C TťlTTÍ Hg pri vyšších teplotách mm Hg Teplota mäknutia °C Maximálna prevádzková teplota °C Použitie A. Meverzibilne tuhnúce tavené tmely 1 Včelí vosk 62-66 lna tesnenie nepriliehajú-j cich miest a trhlín 2 Lepiaci vosk pri 20 °C plastický 3 Piceín i, v 10 & 8. 10-4 obr. 16-15 B obr. 17-1 80 60 pre nezábrusové spoje 4 Cement de Khotinského 7 . 10-3 obr. 17-1 50-70 40-50 pre spoje s teplotami <50°C 5 Pečatný vosk 10-B 10-3 38°C: 10-z 56°C: 10-i 100 80 pre nezábrusové spoje 5a Leyboldov vosk V (mäkký) I **10-* 30 6 Apiezónový vosk Q (mäkký) II ftflO-4 obr. 17-1 60 30 7 Apiezónový vosk W 40, stredne mäkký n <10-7 180 °C: M)-3 40-50 30 pre spoje, ktoré sú vystavené vibráciám 8 Apiezónový vosk W100, stredne tvrdý ii <10-7 180 °C: 10-3 ' 80 50 pre spoje, ktoré sú vystavené vibráciám, ale vyššia tavitelnosť 9 Apiezónový vosk W, tvrdý ii <10-7 obr. 17-1 100 80 pre trvalé spoje a bežné vysokovákuové účely8) 27_ 27W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 Vakuová fyzika 2 31 / 39 Běžné elastomery těsnění min. tep [ °C] max. tep. [ °C] FKM -15 150 NBR -25 120 CR -5 120 EPDM -50 130 silikon -55 200 Běžné elastomery FKM - VITON - dobrá odolnost proti olejům, aromatickým a alifatickým hydrokarbonátům, benzínu a topným olejům, chlorovaným rozpouštědlům a kyselinám, slabá odolnost vůči esterům, ketonovým rozpouštědlům a anhydridu kyseliny octové NBR - dobrá odolnost pro minerální oleje, olejům, tukům, nepolárním kapalinám a rozpouštědlům, nedoporučuje se pro aromatické a chlorované hydrokarbonáty nebo polární kapaliny, jako jsou ketony, estery, alkoholy a minerální kyseliny CR - neopren, odolný vůči olejům (některým), ozonu, nevhodný pro aceton, xylen, benzin, ketony EPDM - pryž ethylen-propylen, vysoká odolnost vůči polárním kapalinám jako jsou ketony, alkoholy, kyselina octová, silným a slabým minerálním kyselinám, nedoporučuje se pro polární kapaliny, minerální oleje, veškeré hydrokarbonáty silikon - výborná odolnost vůči oxidačním činidlům a solným roztokům, alkalickým a kyselinovým roztokům, živočišným a rostlinným olejům. Vakuová fyzika 2 «0 o,o 33 / 39 Další materiály luminofory plyny pro výbojky oleje pro vývěvy Vakuová fyzika 2 34 / 39 0.06 OJ 0,2 OA 0,08 Oft 0,16 0.25 0,32 0,8 1,6 3,2 P'ff 72,3 Torr-cm 28 28 W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 Vakuová fyzika 2 35 / 39 Materiál 9>o Minimálne zápalné napätie U. [V] v min Autor katódy eV2) He Ne Ar Kr Xe Ba 2,29 157 129 94 104 83 Mg 3,46 160 150 123 115 120 Jaoobs i Al 3,74 189 160 154 135 150 Grafit 4,39 250 190 250 420 500 i Klemperer [2]1) Približná molekulová ; i váha 4 20 40 84 131 t -i-1-u. x) Porovnaj kap. 20-4 B. s) Pozri obr. 9,5-3. 29 W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 vákuová fyzika 2 36 / 39 O 5 10 15 ZOTorr-cm -.-r- 7./f 30_ 30W. Espe: Technológia hmot vákuovej techniky, SAV, Bratislava 1960 Vakuová fyzika 2 37 / 39 Ferro-kapaliny Vakuová fyzika 2 □ S1 38 / 39 Opracování povrchů odmašťování cisteni leštění broušení moření pískování Nevhodnejšou nátěry, laky, Vakuová fyzika 2 39 / 39