Índice de contenidos:
Introducción
Vespel™, desarrollado por DuPont, es un polímero de alto rendimiento famoso por su capacidad para soportar tensiones térmicas, eléctricas y mecánicas extremas.
Este avanzado material de poliimida posee una serie de notables propiedades que lo hacen ideal para numerosas aplicaciones exigentes en diversos sectores industriales
Los rellenos, como el grafito o el PTFE, permiten influir en las propiedades de forma selectiva.
Propiedades del Vespel™.
Estabilidad térmica excepcional
Vespel™ presenta una estabilidad térmica sin igual, manteniendo su integridad estructural y sus prestaciones a temperaturas criogénicas hasta altas de unos 300 °C.
También puede soportar hasta 400°C durante periodos cortos. Esto lo convierte en un material esencial para aplicaciones en entornos de alta temperatura, como las industrias aeroespacial y química, donde los materiales deben funcionar de forma fiable durante periodos prolongados.
Resistencia química superior
Vespel™ es muy resistente a una amplia gama de productos químicos, como ácidos, bases, disolventes y agentes oxidantes.
Esta resistencia química garantiza que Vespel™ mantenga sus propiedades y rendimiento en entornos químicos agresivos, lo que lo hace adecuado para componentes críticos en válvulas, bombas y juntas.
Baja fricción y alta resistencia al desgaste
El polímero tiene un coeficiente de fricción excepcionalmente bajo y una gran resistencia al desgaste, que son fundamentales para los componentes sometidos a grandes esfuerzos y fricción.
Estas propiedades reducen la necesidad de mantenimiento frecuente y prolongan la vida útil de piezas como cojinetes y juntas.
Resistencia mecánica y rigidez notables
A pesar de su ligereza, Vespel™ ofrece una resistencia mecánica y una rigidez considerables.
Estos atributos lo convierten en una opción atractiva para aplicaciones estructurales que requieren tanto durabilidad como reducción de peso, sobre todo en las industrias aeroespacial y del automóvil.
Excelente aislamiento eléctrico
Vespel™ es un excelente aislante eléctrico, ideal para su uso en la industria electrónica y los sistemas eléctricos.
Sus propiedades aislantes garantizan la fiabilidad y seguridad de los dispositivos y componentes electrónicos, evitando fallos eléctricos y mejorando el rendimiento.
Prueba de Vespel™ con un comprobador de materiales de interfaz térmica (TIM)
Para garantizar que Vespel™ cumple los estrictos requisitos de diversas aplicaciones de alto rendimiento, se realizan pruebas exhaustivas, incluido el uso de un comprobador de materiales de interfaz térmica (TIM). El comprobador TIM evalúa la conductividad térmica y la resistencia térmica de los materiales, que son parámetros críticos para los polímeros de alto rendimiento como Vespel™.
- Preparación de la muestra:
- Las muestras de Vespel™ se preparan de acuerdo con las especificaciones requeridas para las pruebas de TIM, lo que implica un corte preciso en formas y tamaños estandarizados.
- Colocación:
- La muestra de Vespel™ preparada se coloca entre dos barras de medición del comprobador TIM. La presión de apriete puede definirse aquí con precisión mediante el software.
- Medida:
- El comprobador mide la diferencia de temperatura a través de la muestra de Vespel™, calculando la resistencia térmica y la conductividad térmica. Estas mediciones permiten conocer la capacidad del Vespel™ para conducir y disipar el calor.
- Análisis de datos:
- Los datos recogidos se analizan minuciosamente para garantizar que Vespel™ cumple los criterios de rendimiento térmico exigidos.
TIM-Tester - Vespel - Conductividad térmica, Impedancia térmica en polímeros
El Vespel™ es un polímero de alto rendimiento adecuado para esfuerzos térmicos, eléctricos y mecánicos extremos.
Estabilidad dimensional y estabilidad térmicabaja conductividad térmica y conductividad eléctricaexcelentes propiedades de desgaste y rodamiento, y resistencia química y a las radiaciones son algunas de sus notables propiedades.
También es ventajoso que muchos componentes pueden hacerse más ligeros y resistentes con Vespel que con metales, cerámicas y polímeros convencionales.
El Vespel tiene diversas aplicaciones y se utiliza sobre todo en la tecnología aeroespacial, de semiconductores y de automoción.
El diagrama muestra una medición de la impedancia térmica de una muestra de Vespel de 25 mm x 25 mm a 50 °C (TH=70 °C, TC=30 °C) y una presión de contacto de 1 MPa, utilizando el TIM-Tester.
Se han medido tres muestras diferentes con un grosor comprendido entre 1,1 mm y 3,08 mm para determinar la conductividad térmica y la resistencia térmica de contacto (mediante regresión lineal, como puede verse en el diagrama).
La conductividad térmica medida, que es la recíproca de la pendiente, es de 0,35 W/mK.
La resistencia al contacto térmico es el desplazamiento en el eje Y.
TIM-Tester - Vespel - Conductividad térmica
El Vespel™ es un polímero de alto rendimiento adecuado para esfuerzos térmicos, eléctricos y mecánicos extremos.
La estabilidad dimensional y térmica, la baja conductividad térmica y eléctrica, las excelentes propiedades de desgaste y rodamiento, y la resistencia química y a la radiación son algunas de sus notables propiedades.
También es ventajoso que muchos componentes pueden hacerse más ligeros y resistentes con Vespel que con metales, cerámicas y polímeros convencionales.
El Vespel tiene diversas aplicaciones y se utiliza sobre todo en la tecnología aeroespacial, de semiconductores y de automoción.
Se midió una muestra de Vespel de 25 mm x 25 mm con el TIM-Tester en el intervalo de temperaturas de 40 °C a 150 °C utilizando una presión de contacto constante de 1 MPa.
La conductividad térmica aumenta con la temperatura, como se espera de la bibliografía.
Métodos adicionales para la caracterización del Vespel™.
- Dilatómetro (DIL):
- La estabilidad dimensional del material puede verificarse analizándolo con un dilatómetro.
Normalmente, se determina un coeficiente de dilatación térmica bajo, pero éste puede verse influido por diversos rellenos, lo que hace que esta investigación sea importante.
- La estabilidad dimensional del material puede verificarse analizándolo con un dilatómetro.
- Analizador de Flash Láser (LFA) y Puente caliente transitorio (THB) método:
- Ambos métodos de medición permiten además caracterizar la difusividad térmica y la conductividad térmica en un amplio intervalo de temperaturas.
Aplicaciones del Vespel
Las impresionantes propiedades del material Vespel™ lo hacen indispensable en diversas industrias y aplicaciones:
Material de referencia
Aeroespacial
Industria química
La resistencia química de Vespel™ lo hace ideal para componentes como válvulas, bombas y juntas que funcionan en entornos químicos agresivos.
Su durabilidad garantiza que estos componentes resistan las sustancias corrosivas sin degradarse, manteniendo la integridad operativa.
Industria de semiconductores
En la industria de semiconductores, Vespel™ se utiliza para soportes de obleas y como aislante.
Su estabilidad térmica y sus propiedades de baja desgasificación son cruciales para mantener la pureza y el rendimiento en los procesos de fabricación de semiconductores.
Industria del automóvil
La industria del automóvil se beneficia de la baja fricción y resistencia al desgaste del Vespel™, empleándolo en juntas y cojinetes que soportan grandes esfuerzos y fricciones.
Además, su ligereza contribuye a la eficacia y rendimiento generales de los vehículos, mejorando la eficiencia en el consumo de combustible y reduciendo las emisiones.
Tecnología médica
En tecnología médica, Vespel™ se emplea en la producción de implantes e instrumentos.
Su biocompatibilidad y durabilidad lo hacen adecuado para su uso a largo plazo en aplicaciones médicas, garantizando la seguridad del paciente y la longevidad del producto.
Conclusión
Vespel™ representa un cambio de paradigma en los polímeros de alto rendimiento, permitiendo avances tecnológicos significativos en diversas industrias.
Su combinación única de estabilidad térmica, resistencia química, baja fricción, resistencia al desgaste, resistencia mecánica y propiedades de aislamiento eléctrico lo convierten en un material indispensable para las aplicaciones que exigen los más altos niveles de rendimiento y fiabilidad.
Unas pruebas rigurosas, que incluyen el uso de probadores de TIM, garantizan que Vespel™ cumple los estrictos requisitos de las aplicaciones avanzadas.
A medida que las industrias sigan evolucionando y superando los límites tecnológicos, Vespel™ seguirá siendo un material fundamental para satisfacer estos requisitos avanzados, impulsando la innovación y la eficiencia.
