Table des matières
Introduction
Vespel™, développé par DuPont, est un polymère haute performance connu pour sa capacité à résister à des contraintes thermiques, électriques et mécaniques extrêmes.
Ce matériau polyimide avancé offre une série de propriétés remarquables qui le rendent idéal pour de nombreuses applications exigeantes dans diverses industries.
Les charges telles que le graphite ou le PTFE permettent d’influencer les propriétés de manière ciblée.
Propriétés de Vespel™
Excellente stabilité thermique
Vespel™ présente une stabilité thermique incomparable et conserve son intégrité structurelle et ses performances à des températures cryogéniques à élevées, de l’ordre de 300 °C.
Il peut également résister à des températures allant jusqu’à 400 °C pendant de courtes périodes.
Cela en fait un matériau indispensable pour les applications dans des environnements à haute température, comme l’aérospatiale et l’industrie chimique, où les matériaux doivent fonctionner de manière fiable pendant de longues périodes.
Résistance chimique supérieure
Vespel™ est hautement résistant à une grande variété de produits chimiques, y compris les acides, les bases, les solvants et les agents oxydants.
Cette résistance chimique garantit que Vespel™ conserve ses propriétés et ses performances dans des environnements chimiques agressifs, ce qui le rend approprié pour les composants critiques des vannes, des pompes et des joints.
Faible frottement et grande résistance à l'usure
Le polymère a un coefficient de frottement exceptionnellement bas et une résistance à l’usure élevée, ce qui est essentiel pour les composants soumis à des charges et à des frottements importants.
Ces propriétés réduisent le besoin d’entretien fréquent et prolongent la durée de vie des pièces telles que les roulements et les joints.
Résistance mécanique et rigidité remarquables
Malgré sa légèreté, Vespel™ offre une résistance mécanique et une rigidité élevées.
Ces caractéristiques en font un choix attractif pour les applications structurelles nécessitant à la fois durabilité et réduction de poids, notamment dans les secteurs de l’aérospatiale et de l’automobile.
Excellente isolation électrique
Vespel™ est un excellent isolant électrique, idéal pour une utilisation dans l’industrie électronique et les systèmes électriques.
Ses propriétés isolantes garantissent la fiabilité et la sécurité des équipements et composants électroniques, préviennent les pannes électriques et améliorent les performances.
Test de Vespel™ avec un testeur de matériau d'interface thermique (TIM)
Pour s’assurer que Vespel™ répond aux exigences strictes de diverses applications haute performance, des tests complets sont effectués, y compris l’utilisation d’un testeur de matériau d’interface thermique (TIM).
Le Testeur TIM évalue la conductivité et la résistance thermiques des matériaux, qui sont des paramètres essentiels pour les polymères hautes performances comme Vespel™.
- Préparation des échantillons :
- Les échantillons Vespel™ sont soigneusement préparés conformément aux spécifications requises pour les tests TIM, ce qui nécessite un découpage précis en formes et tailles standardisées.
- Placement :
- L’échantillon Vespel™ préparé est positionné entre les deux surfaces d’essai du testeur TIM.
La pression exercée par les plaques sur l’échantillon peut alors être définie avec précision à l’aide du logiciel.
- L’échantillon Vespel™ préparé est positionné entre les deux surfaces d’essai du testeur TIM.
- mesure :
- Le testeur TIM mesure la différence de température à travers l’échantillon Vespel™ et calcule la résistance thermique et la conductivité thermique.
Ces mesures fournissent un aperçu de la capacité de Vespel™ à conduire et à dissiper la chaleur.
- Le testeur TIM mesure la différence de température à travers l’échantillon Vespel™ et calcule la résistance thermique et la conductivité thermique.
- Analyse des données :
- Les données recueillies sont analysées en profondeur afin de s’assurer que Vespel™ répond aux critères de performance thermique requis.
Testeur TIM - Vespel - Conductivité thermique, impédance thermique dans les polymères
Vespel™ est un polymère haute performance adapté aux contraintes thermiques, électriques et mécaniques extrêmes, stabilité dimensionnelle et stabilité thermique. Faible résistance thermique et conductivité électrique, d’excellentes propriétés d’usure et de stockage, ainsi qu’une résistance aux produits chimiques et aux rayonnements sont quelques-unes de ses caractéristiques remarquables.
Un autre avantage est que de nombreux composants peuvent être rendus plus légers et plus résistants avec le vespel qu’avec les métaux, céramiques et polymères traditionnels.
Le vespel a de nombreuses applications et est principalement utilisé dans l’aérospatiale, les semi-conducteurs et l’automobile.
Le graphique montre une mesure de l’impédance thermique d’un échantillon vespelé de 25 mm x 25 mm à 50°C (TH=70°C, TC=30°C) et une pression de contact de 1 MPa avec le testeur TIM.
Trois échantillons différents, d’une épaisseur comprise entre 1,1 mm et 3,08 mm, ont été mesurés afin de déterminer la conductivité thermique et la résistance thermique de contact (par régression linéaire, comme le montre le graphique).
La conductivité thermique mesurée, qui est l’inverse du gradient, est de 0,35 W/mK.
La résistance thermique de contact est le décalage sur l’axe des ordonnées.
Testeur TIM - Vespel - Conductivité thermique
Vespel™ est un polymère haute performance adapté aux contraintes thermiques, électriques et mécaniques extrêmes. Stabilité dimensionnelle et thermique, faible conductivité thermique et électrique, excellentes propriétés d’usure et de stockage, résistance aux produits chimiques et aux radiations sont quelques-unes de ses propriétés remarquables. Un autre avantage est que de nombreux composants peuvent être rendus plus légers et plus résistants avec le vespel qu’avec les métaux, céramiques et polymères traditionnels.
Le vespel a de nombreuses applications et est principalement utilisé dans l’aérospatiale, les semi-conducteurs et l’automobile.
Un échantillon de vespel de 25 mm x 25 mm a été mesuré à l’aide du testeur TIM dans une plage de température de 40 °C à 150 °C, avec une pression de contact constante de 1 MPa.
La conductivité thermique augmente avec la température, comme prévu dans la littérature.
Autres méthodes de caractérisation de Vespel™
- Dilatomètre (DIL):
- La stabilité dimensionnelle du matériau peut être vérifiée par une analyse avec un dilatomètre.
On obtient généralement un faible coefficient de dilatation thermique, mais celui-ci peut être influencé par différents matériaux de remplissage, d’où l’importance de cet examen.
- La stabilité dimensionnelle du matériau peut être vérifiée par une analyse avec un dilatomètre.
- Analyseur de flash laser (LFA) et Pont chaud transitoire (THB) Méthode :
- Ces deux méthodes de mesure offrent une autre possibilité de caractériser la conductivité thermique et la conductivité thermique sur une large plage de températures.
Applications de Vespel™
Les propriétés impressionnantes du matériau Vespel™ le rendent indispensable dans différents secteurs et applications :
Matériel de référence
Aéronautique et espace
Industrie chimique
La résistance chimique de Vespel™ le rend idéal pour les composants tels que les vannes, les pompes et les joints utilisés dans des environnements chimiques difficiles.
Sa longévité garantit que ces composants peuvent résister aux substances corrosives sans être affectés et que leur intégrité opérationnelle est préservée.
Industrie des semi-conducteurs
Dans l’industrie des semi-conducteurs, le Vespel™ est utilisé pour les supports de tranche et comme matériau isolant.
Sa stabilité thermique et ses faibles propriétés de dégazage sont essentielles pour maintenir la pureté et les performances dans les processus de fabrication des semi-conducteurs.
Industrie automobile
L’industrie automobile bénéficie du faible frottement et de la résistance à l’usure de Vespel™ et l’utilise dans les joints et les roulements soumis à des charges et des frottements élevés.
En outre, le faible poids de Vespel™ contribue à l’efficacité et aux performances globales des véhicules, ce qui améliore le rendement énergétique et réduit les émissions.
Technologie médicale
Dans le secteur médical, Vespel™ est utilisé dans la fabrication d’implants et d’instruments.
Grâce à sa biocompatibilité et à sa durabilité, il convient à une utilisation à long terme dans les applications médicales, garantissant la sécurité des patients et la longévité des produits.
Conclusion
Vespel™ représente un changement de paradigme pour les polymères hautes performances et permet des avancées technologiques significatives dans différents secteurs.
Sa combinaison unique de stabilité thermique, de résistance chimique, de faible frottement, de résistance à l’usure, de résistance mécanique et de propriétés d’isolation électrique en font un matériau incontournable pour les applications nécessitant des niveaux de performance et de fiabilité élevés.
Des tests rigoureux, notamment l’utilisation de testeurs TIM, garantissent que Vespel™ répond aux exigences strictes des applications modernes.
À mesure que les industries évoluent et que les frontières technologiques sont repoussées, Vespel™ continuera d’être un matériau essentiel pour répondre à ces exigences avancées et favoriser l’innovation et l’efficacité.
