مسحوق كربيد السيليكون الناعم (SiC) كمادة مالئة مقاومة للتآكل في الطلاءات المعدلة بمادة PTFE
يمكن استخدام مسحوق كربيد السيليكون الناعم (مسحوق كربيد السيليكون الناعم الأسود/الأخضر، مثل المسحوق فائق النعومة بحجم 10 ميكرون، 7 ميكرون، 5 ميكرون) كحشو مقاوم للتآكل مُعدَّل بمادة PTFE. وهو من الحشوات الخزفية الصلبة الشائعة الاستخدام في الطلاءات الصناعية ذاتية التشحيم المقاومة للتآكل، وهو مناسب لطلاءات PTFE المركبة المائية/المذيبة، وطلاءات السيليكون العضوي-PTFE المقاومة للتآكل في درجات الحرارة العالية.
أولاً: مزايا دمج مسحوق كربيد السيليكون الناعم في طلاءات البولي تترافلوروإيثيلين
1. مقاومة محسّنة بشكل ملحوظ للتآكل والخدش: مادة PTFE النقية لينة وذات صلابة منخفضة للغاية، مما يجعلها عرضة للتآكل والانفصال عن الطلاء نتيجة الاحتكاك المتبادل والخدش بواسطة الأجسام الصلبة. أما كربيد السيليكون (SiC)، بصلابة 9.2 على مقياس موس، فيتجاوز بكثير صلابة الكوروندوم الأبيض والكوارتز، مما يشكل هيكلاً داعماً صلباً داخل الطلاء.
– في ظل نفس ظروف العمل، يتم تقليل تآكل الطلاء بنسبة 70٪ – 85٪، ويتم تمديد عمر الخدمة بمقدار 3 – 5 مرات؛
– يمكنه مقاومة الاحتكاك الترددي طويل الأمد الناتج عن الأجزاء المعدنية والرمل والمنزلقات البلاستيكية، مما يجعله مناسبًا لظروف التآكل الشديدة.
2. التغلب على أوجه القصور المتأصلة في مادة PTFE
1. تحسين التوصيل الحراري والتبديد، ومنع التآكل الحراري:
يتميز PTFE النقي بتوصيل حراري ضعيف للغاية (0.25 واط/م·ك)، مما يجعله يلين ويتلف بسهولة بسبب تراكم الحرارة الاحتكاكية؛ يتميز SiC بتوصيل حراري ممتاز، مما يؤدي إلى تبديد الحرارة الاحتكاكية بسرعة، وتحسين حد PV للطلاء، مما يجعله مناسبًا لأختام الانزلاق عالية السرعة وطلاءات المحامل.
3. انخفاض التدفق البارد ومقاومة الزحف:
من خلال الحد من انزلاق السلسلة الجزيئية لمادة PTFE، يكون الطلاء أقل عرضة للتشوه والانتفاخ والإزاحة تحت درجات الحرارة والضغط العاليين.
4. تعزيز التصاق الطلاء ومقاومة الصدمات:
تشكل المساحيق الدقيقة الصلبة بنية تثبيت مادية، مما يحسن الالتصاق بين الطلاء والركيزة المعدنية، ويقلل من التقشر والتشقق الناتج عن الصدمات.
5. التوافق مع الاستقرار الكيميائي: يتميز PTFE
SiC بمقاومته للأحماض والقلويات والمذيبات ودرجات الحرارة العالية (درجة حرارة التحلل > 1800 درجة مئوية)، وهو متوافق مع مقاومة PTFE للتآكل في نطاق واسع من درجات الحرارة، مما يمنع فشل تآكل الحشو في ظروف الأحماض والقلويات والزيوت والمواد الكيميائية.
٦- التأثير التآزري لنظام الاحتكاك:
يوفر البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) معامل احتكاك منخفضًا للغاية، مما يؤدي إلى تزييت ذاتي، بينما يوفر كربيد السيليكون (SiC) هيكلًا مقاومًا للتآكل. يشكل المركب الصلب واللين طبقة نقل متصلة ومستقرة، مما يقلل من تآكل الأجزاء المتلامسة ويمنع حدوث تقلبات حادة في التآكل الكاشط.
ثانيًا: النقاط الرئيسية لاختيار العملية (للطلاءات)
1. اختيار حجم الجسيمات:
إعطاء الأولوية لمساحيق كربيد السيليكون فائقة النعومة مثل 28 ميكرومتر، 20 ميكرومتر، 14 ميكرومتر، 10 ميكرومتر، 7 ميكرومتر، 5 ميكرومتر:
– تتسبب حبيبات السيليكون كاربيد الخشنة (المواد الكاشطة من سلسلة F) بسهولة في خشونة أسطح الطلاء، والخدوش على الأجزاء المتزاوجة، وانسداد مسدس الرش؛
– أحجام جسيمات كربيد السيليكون W7-W28 تعادل 600-2500 شبكة، مما ينتج عنه طلاء ناعم ودقيق دون المساس بنعومة سطح PTFE.
2. نسبة الإضافة الموصى بها (الكسر الكتلي)
– طلاء مقاوم للتآكل بشكل عام: 8%–15% يوفر أداءً عامًا مثاليًا وأقل معدل تآكل؛
– بالنسبة للتطبيقات الشاقة ذات المقاومة العالية للتآكل، يجب ألا يتجاوز الحد الأعلى 20%؛
فتجاوز 20% سيؤدي إلى مشكلتين رئيسيتين:
1. يؤدي انخفاض محتوى مادة PTFE إلى تدهور كبير في عدم الالتصاق والتشحيم الذاتي؛
2. يؤدي وجود كمية زائدة من المسحوق إلى صعوبة التشتت، مما ينتج عنه ترسب الطلاء، وضعف تسوية الرش، وميل الطلاء إلى الثقوب الدقيقة والهشاشة.
3. مفتاح التشتيت: تعديل عامل اقتران السيلان.
يتميز مسحوق كربيد السيليكون بسطح قطبي للغاية، وتؤدي الإضافة المباشرة إلى مستحلب PTFE / راتنج السيليكون بسهولة إلى التكتل والترسيب؛ إن استخدام سيلانات KH550 / KH560 / KH570 لتعديل السطح يحسن توافق المسحوق مع الراتنجات العضوية و PTFE، مما يعزز بشكل كبير استقرار المعلق.
ثالثًا: سيناريوهات التطبيق
1. طلاء صناعي مقاوم للتآكل ذاتي التشحيم
لأسطح منع التسرب للصمامات الهيدروليكية، والمحامل المنزلقة، والطلاءات المقاومة للتآكل للتروس، والطبقات المقاومة للتآكل والمضادة للالتصاق لبكرات النقل؛
2. طلاء مقاوم للتآكل لفصل القوالب:
قوالب حقن المطاط والبلاستيك، وقوالب الصب، يجمع بين خاصية عدم الالتصاق ومقاومة التآكل والتلف؛
3. طلاء عالي الجودة غير لاصق لأدوات المطبخ
، مثل صواني الخبز والمقالي التجارية، يقاوم الخدوش طويلة الأمد الناتجة عن الملاعق المعدنية؛
4. طلاء مركب مقاوم للتآكل والتآكل
للمعدات الكيميائية، وأعمدة الخلط، وبطانات المضخات، مقاوم للتآكل الناتج عن الوسائط والجسيمات.
