Giriş
Polimer malzemelerden yapılan parçalar, ağırlık azaltma ve uygun maliyetli üretimin belirleyici bir rol oynadığı tüm alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Termoplastik malzemelerden yapılan enjeksiyon kalıplama parçaları otomotiv endüstrisinde onlarca yıldır kullanılıyor olsa da, modern otomobiller için hafif çözümlere olan talep artmaya devam etmektedir. Özellikle elektrikli araçların geliştirilmesi veCO2 emisyonlarının azaltılması için, hafif malzemelerden yapılmış otomotiv bileşenleri giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Plastiklerin artan kullanımı, parçaların tutarlı kalite ve stabilitesini sağlamak için bir araç gerektirmektedir. Burada malzeme analizi önemli bir rol oynamaktadır. Parçaların mekanik özellikleri birçok işlem adımından önemli ölçüde etkilenmektedir. Örneğin, bir plastiğin basitçe boyanması, fiziksel özelliklerini, en kötü senaryoda, makul bir yüke maruz kaldığında başarısız olacak ölçüde değiştirebilir. Bu nedenle, üretim sürecinin başından sonuna kadar malzemelerin sabit kalitesini garanti etmek önemlidir. Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) gibi termal analiz yöntemleri bu gibi sorunlar için ideal araçlardır. Burada ele alınan vakada, cam elyaf takviyeli Poliamid 6'dan yapılmış bir muhafaza bileşeni, klips bağlantıları ile bağlantı sırasında klips kancasında gevrekleşme göstermiştir. Parçanın montajı sırasında klips kırılmıştır. Bu tür arızalar için, üretim zinciri boyunca tüm potansiyel etki faktörlerinin incelenmesi çok önemlidir.
Test Sonuçları
Hasarlı parçanın ve iO kontrol parçasının DSC analizi, arızanın nedenini hızlı bir şekilde belirlemiştir. DSC eğrileri şekil 1'de sunulmuştur. Malzeme bileşiminin analizi için, termal geçmişin herhangi bir etkisi artık mevcut olmadığından, her zaman2. ısıtma eğrileri değerlendirilir. Numunenin 50,9°C'deki camsı geçişinin yanı sıra, kontrol parçası (yeşil eğri) 221°C'de 53,7 J/g (saf PA 6 için tipik) erime entalpisi ile birErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime endotermi göstermiştir. Bununla birlikte, niO kısmı (hasarlı) 215°C'de pik sıcaklığı ve 45,2 J/g entalpi ile ölçülebilir derecede farklı bir davranış göstermiştir.
Şekil 2'de enlarged ölçeğinde gösterilen niO parçasınınErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime profili de 239°C'de ikinci bir pik göstermektedir. DSC ölçümlerinin sonuçları, hasarlı parçanın malzemesinin artık saf Poliamid 6 olmadığını, bunun yerine Poliamid 6 ve Poliamid 66'nın bir karışımı olduğunu ortaya koymaktadır. Bu iki bileşen, erime sıcaklığının 221°C'den (saf PA 6) 215°C'ye (PA 6 + PA 66) kaymasını açıklayan bir ötektik oluşturabilir. İki numune arasındaki farklar, soğutma sırasındaki farklı KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme profillerinden de görülebilir (Şekil 3.)
DSC analizinde KristalleşmeKristalleşme, kristallerin oluşumu ve büyümesi sırasında sertleşmenin fiziksel sürecidir. Bu işlem sırasında kristalleşme ısısı açığa çıkar.kristalleşme EkzotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon ısı üretiyorsa ekzotermiktir.ekzotermik bir etki olarak gözlemlenmiştir. Şekil 4'teki enlarged ölçeklendirmesi, saf PA6 numunesi için 203°C'ye kıyasla 217°C'de iO parçasından malzemenin kristalleşmesi için daha yüksek bir başlangıç sıcaklığı göstermektedir. Pik alanı da iO kısmı için smaller'dir.
Sonuç
Bu örnek, malzeme bileşiminin bitmiş bir parçanın özellikleri üzerinde ölçülebilir bir etkiye sahip olduğunu ve hammaddenin kalitesini izlemek için termal analiz kullanılarak arızaların önlenebileceğini açıkça göstermektedir. Kalite kontrolü, DSC aracılığıyla termal analiz kullanılarak nispeten az çabayla gerçekleştirilebilir.