1. 인용문: 무시된 성능 차원
폴리페닐황에테르(
PP는) 우수한 내열성, 내화학적 부식성 및 크기 안정성으로 신에너지자동차 전기 제어 시스템, 전기 커넥터 등 분야에서 널리 응용되었다.그러나 업계에서 오랫동안 무시되어 온 성능 차원이 있습니다.
댐핑 성능。
댐핑, 즉 재료가 진동에너지를 흡수하는 능력은 일반적으로 손실인자(tan델타)로 측정된다.진동 환경에 장착된 전기 부품-엔진 주변의 배선함, 모터 부근의 커넥터, 전구 총체에 집적된 인버터 하우징-재료의 댐핑 능력은 단자의 접촉 안정성, 용접점의 피로 수명, 나아가 전체 시스템의 장기적인 신뢰성과 직결된다.
안타깝게도 일반
PPS는상온에서의 손실 인자는 매우 낮다.업계 연구에 따르면 PPS는 100 ° C 이상과 같은 높은 온도에서 높은 손실 인자를 가지고 있지만 100 ° C 이하의 상온 구간에서는 손실 인자가 낮습니다.이는 진동이 PPS로 만든 배선함이나 커넥터로 전도될 때 진동에너지가 거의 전부 내부의 단자접점이나 용접점에 전달되여 장기적으로 축적되면 접촉이 느슨해지고 저항이 커지며 발열 나아가서는 소식될수 있다는것을 의미한다.
업계가 이 문제를 의식하지 못한 것은 아니다.모터에서
컨트롤러, 고압 커넥터 등의 응용에서 엔지니어는 일반적으로 고무 패드를 늘리고 구조 설계를 최적화하는 등의 방식으로 재료 자체의 댐핑 부족을 보완한다.그러나 이러한 시나리오는 부품 수, 조립 공정 및 비용을 증가시키고 감진 경로는 재료 특성이 아닌 외부 구조에 의존합니다.만약 재료 차원에서 이 문제를 해결할 수 있다면, 전기 제어 시스템의 감진 설계에 새로운 자유도를 제공할 것이다.
울프화학공업은 이 방향에서 지속적인 탐색과 검증을 진행하였으며, 현재 초보적인 성과를 업계 동료들과 공유할 것이다.
2. 업계 현황: 일반 PPS의 댐핑 단점
2.1 일반 PPS는 왜 저항력이 낮습니까?
PPS 분자 사슬은 벤젠 고리와 황 원자가 번갈아 배열되어 있으며, 구조는 고도로 정연하며, 결정도는 보통 50~60% 사이이다.이 질서있는 구조는 PPS에 우수한 강성과 내열성을 부여하지만 부작용도 가져왔다.
분자 체인 세그먼트 동작 제한: PPS 분자 체인은 상온에서"동결"상태이므로 분자 체인 간의 내부 마찰을 통해 진동 에너지를 소모하기 어렵습니다.
손실인자가 매우 낮다: 상온에서 tan델타는 보통 0.001~0.06에 불과하며, 기본적으로 감진 흡진 능력을 갖추지 못한다
온도 의존성이 뚜렷함: PPS의 댐핑 성능은 높은 온도에서만 현저하게 상승하지만, 이는 이미 대부분의 전기 부품의 상온 작업 범위를 벗어났다
2.2 업계 현황
현재 업계에서 전기 기계 전기 제어 PPS 절연 재료에 대해 아직 댐핑 성능에 보편적으로 관심을 기울이지 않고 있으며, 모두 PPS 재료가 이렇다고 생각한다.
2.3 충족되지 않은 요구 사항
신에너지자동차 전기제어시스템이 높은 집적도, 고출력 밀도 방향으로 발전하는 배경하에 인버터 하우징, 배선함, 커넥터 등 부품은 갈수록 가혹한 진동 작업 상황에 직면하고 있다.업계는"PPS 고유의 우세를 유지할 뿐만 아니라 양호한 댐핑 능력을 갖추고 있는"소재에 대해 명확하고 절박한 수요가 존재한다.댐핑 계수가 클수록 구조 진동이 약하고 소음도 낮아져 완성차 NVH 성능 향상에 직접적인 의미가 있다.
3. 울프의 탐색: 저항과 역학적 성능을 모두 고려하는 경로
3.1 디자인 아이디어
울프팀은 장기적인 기능PPS 개성실천에서 점차"다상구조설계"의 구상을 형성하였다.핵심 아이디어는 PPS 기체에 미시적 척도의'에너지 소모 유닛'을 구축함으로써 재료가 진동을 받을 때 기계 에너지를 열에너지로 효율적으로 전환시켜 소모할 수 있도록 하는 것이다.
구체적으로 이 설계 아이디어는 다음과 같은 몇 가지 측면을 포함합니다.
(1) 베이스 연속성 유지
PPS는 연속상으로서 재료 전체의 내열성, 내화학성, 사이즈 안정성에 영향을 주지 않도록 한다.이것은 모든 변성의 전제이다. 제동을 위해 PPS의 근본적인 우위를 희생해서는 안 된다.
(2) 유연한 에너지 소모 마이크로 영역 도입
기체에 PPS와 호환성이 좋은 유연성 마이크로존을 도입한다.이러한 미세 영역은 교차 응력을 받으면 가역적인 점탄성 변형이 발생하며, 분자 체인 세그먼트 사이의 내부 마찰은 기계를 열 에너지로 변환시킵니다. 이것은 점탄성 댐핑의 기본 원리입니다.
(3) 인터페이스 마찰 에너지 소모 단위 구축
PPS 베이스 인터페이스와 적절하게 결합된 두 번째 그룹을 가져옵니다.진동 조건에서 이 성분과 기체 사이에는 미세한 상대 변위 (내부 마찰) 가 발생하여 진동 에너지를 추가로 소모한다.이 메커니즘은 프로젝트에서 일반적으로 사용되는 마찰 댐퍼의 미시적 버전과 유사합니다.
(4) 다자도 협동
유연성 마이크로존과 인터페이스 마찰 단위의 응답 주파수 대역이 다르고, 에너지 소모 메커니즘이 상호 보완된다.더 넓은 주파수 대역의 댐핑 효과를 위한 두 가지 시너지
3.2 일반적인 성능
시스템의 제조 최적화 및 공정 탐색을 통해 울프 고저항 PPS 재료 (PPS + GF40) 의 일반적인 성능은 다음과 같습니다.
3.3 몇 가지 설명
저항계수에 관하여: 0.20 이상의 손실인자는 재료가 약 23% 의 진동에너지를 열에너지로 전환시켜 소모할 수 있다는 것을 의미한다.참조로 일반 PPS의 이 수치는 약 1~2% 로 한 단계 이상 향상됩니다.대조적으로, 강철의 댐핑 값은 이보다 훨씬 낮으며, 댐핑 성능은 NVH의 성과에 큰 영향을 미친다.
역학적 성능에 관하여: 댐핑 계수가 크게 향상됨과 동시에 스트레칭 강도, 단열 신장률과 충격 근성이 모두 감소하지 않았으며 심지어 약간 향상되었습니다.단열 신장률은 2.2% 를 초과하여 일반 40% 의 볼륨섬유 강화 PPS보다 우월하며, 이는 재료가 진동, 열팽창, 냉축 또는 조립 응력을 받을 때 더 많은"잘못된 공간"을 가지고 있다는 것을 의미한다.구부러진 계량은 14 GPa에서 11 GPa로 여전히 일반 엔지니어링 플라스틱보다 훨씬 높으며 배선함, 전기 제어 하우징 등 얇은 벽 구조물에는 여전히 충분하다.
내열성과 절연성에 관하여: 열변형 온도는 260 ° C 이상을 유지하며, 일반 PPS와 비슷하며, 무연 환류 용접과 자동차급 고온 작업 상황에 견딜 수 있다.체적 저항률은 10¹ · cm 등급을 유지하여 고압 전기 부품의 절연 요구를 만족시킨다.
4. 잠재적 응용 분야
상술한 재료 특성을 바탕으로 다음과 같은 응용 프로그램은 고저항 PPS 도입의 혜택을 받을 수 있습니다.
4.1 인버터/모터 컨트롤러 하우징(울프 EMC 흡수 차폐 소재 결합)
인버터는 전기 제어 시스템의 핵심 전력 부품으로서 진동의 원천이 복잡합니다. 전력 부품의 고속 스위치에서 발생하는 내부 인센티브뿐만 아니라 전기 기계와 노면에서의 외부 전달도 포함됩니다.셸 내부에는 제어판, 구동판, 다양한 센서가 통합되어 있어 감진에 대한 강성 수요가 있다.고저항 하우징 소재는 추가 부품을 추가하지 않고 시스템 진동 표현을 개선합니다.
4.2 자동차 배선함 및 커넥터
배선함 내부에는 여러 개의 단자 연결점이 포함되어 있으며, 장기 진동은 단자가 느슨해지고 접촉 저항이 커지며 나아가 국부적인 발열 심지어 부식을 일으킬 수 있다.고저항 PPS는 재료 측면에서 진동 에너지를 흡수하여 단자로 전달되는 진동 폭을 줄이고 장기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
4.3 모터 주변 센서와 집행기 케이스
모터는 작동 중에 넓은 주파수 진동을 일으키며 모터 하우징이나 근처에 설치된 센서, 실행기가 장기간 이 진동을 견딘다.고저항성 소재는 내부 정밀 부품을 보호하고 신호 떨림과 접촉 순간 단절 위험을 줄이는 데 도움이 된다.
4.4 기타 진동 환경에서의 전기 부품
압축기 단자, 펌프용 커넥터, 배터리 모듈러 단판 등 진동 환경에서 작동하는 PPS 부품은 모두 잠재적인 응용 가치가 있다.
5. 결어
고저항성 PPS 재료의 개발은 울프화학공업이 기능 PPS 분야에서 탐색적인 시도이다.우리는 가장 기초적인 재료설계로부터 출발하여 PPS의 고유한 우세를 희생하지 않는 전제하에 저항성능의 대폭적인 향상을 실현하였다. 즉 일반적인 0.01~0.02에서 0.20-0.35로 제고폭이 한개 수량급을 초과하였다.
