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Vespel 是杜邦公司生產(chǎn)的一系列耐用高性能聚酰亞胺基塑料的商標(biāo)。

特點和應(yīng)用
Vespel 主要用于航空航天、半導(dǎo)體和運(yùn)輸技術(shù)。它結(jié)合了耐熱性、潤滑性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和抗蠕變性,可用于惡劣和 的環(huán)境條件。
與大多數(shù)塑料不同,即使在高溫下也不會產(chǎn)生明顯的釋氣,這使得它可用于輕質(zhì)隔熱罩和坩堝支撐。它在真空應(yīng)用中也表現(xiàn)良好,低至極低的低溫。然而,Vespel 往往會吸收少量的水,從而導(dǎo)致放置在真空中的泵時間更長。

盡管在這些特性中,有些聚合物都超過了聚酰亞胺,但它們的結(jié)合是 Vespel 的主要優(yōu)勢。

熱物理性質(zhì)
Vespel 通常用作測試熱絕緣體的導(dǎo)熱性參考材料,因為它具有高再現(xiàn)性和熱物理性能的一致性。例如,它可以承受高達(dá) 300 °C 的反復(fù)加熱,而不會改變其熱性能和機(jī)械性能。已經(jīng)發(fā)布了大量測量的熱擴(kuò)散率、比熱容和推導(dǎo)密度的表格,這些表格都是溫度的函數(shù)。
磁性
Vespel 用于 NMR 波譜的高分辨率探針,因為它的體積磁化率(Vespel SP-1 在 21.8 °C 時為 -9.02 ± 0.25×10?6[5])接近室溫下的水(20 °C 時為 -9.03×10?6 [6]) 負(fù)值表示兩種物質(zhì)都是抗磁性的.將NMR樣品周圍材料的體積磁化率與溶劑的體積磁化率相匹配,可以減少磁共振線的磁化率展寬。
制造應(yīng)用加工
Vespel 可以通過直接成型 (DF) 和等靜壓成型(基本形狀 - 板材、棒材和管材)進(jìn)行加工。對于原型數(shù)量,通常使用基本形狀以提高成本效益,因為 DF 零件的工具成本相當(dāng)高。對于大規(guī)模的CNC生產(chǎn),DF零件通常用于降低每個零件的成本,而犧牲的材料性能不如等靜壓生產(chǎn)的基本形狀。
類型
對于不同的應(yīng)用,特殊配方被混合/復(fù)合。形狀由三個標(biāo)準(zhǔn)過程生成:
壓縮成型(用于板材和環(huán));
等靜壓成型(棒材用);和
直接成型(用于大批量生產(chǎn)的小尺寸零件)。
與從壓縮成型或等靜壓形狀加工而成的零件相比,直接成型零件的性能特征較低。等靜壓形狀具有各向同性的物理性質(zhì),而直接成型和壓縮成型的形狀表現(xiàn)出各向異性的物理性質(zhì)。

標(biāo)準(zhǔn)聚酰亞胺化合物的一些例子是:

SP-1原生聚酰亞胺提供從低溫到 300 °C (570 °F) 的工作溫度、高等離子體電阻以及 UL 等級,可實現(xiàn)最小的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。這是未填充的基質(zhì)聚酰亞胺樹脂。它還提供高物理強(qiáng)度和 伸長率,以及 的電氣和熱絕緣值。示例:Vespel SP-1。15%石墨(按重量計),SP-21添加到基礎(chǔ)樹脂中,可提高耐磨性并減少摩擦,適用于滑動軸承、止推墊圈、密封環(huán)、滑塊和其他磨損應(yīng)用。這種化合物具有石墨填充等級中 的機(jī)械性能,但低于原始等級。示例:Vespel SP-21。40%石墨(按重量計),SP-22增強(qiáng)耐磨性、降低摩擦、提高尺寸穩(wěn)定性(低熱膨脹系數(shù))和抗氧化穩(wěn)定性。示例:Vespel SP-22。10%聚四氟乙烯和15%石墨(按重量計),SP-211添加到基礎(chǔ)樹脂中,可在各種操作條件下實現(xiàn) 的摩擦系數(shù)。它還具有出色的耐磨性, 可達(dá) 149 °C (300 °F)。典型應(yīng)用包括滑動軸承或直線軸承,以及上面列出的許多磨損和摩擦用途。示例:Vespel SP-211。15%填充鉬(二硫化鉬固體潤滑劑),SP-3在真空和其他無濕環(huán)境中,石墨實際上會變得具有磨蝕性,具有耐磨性和耐摩擦性。典型應(yīng)用包括密封件、滑動軸承、齒輪和外太空中的其他磨損表面、超高真空或干燥氣體應(yīng)用。示例:Vespel SP-3。
材料屬性數(shù)據(jù)
Vespel的材料特性(通過等靜壓成型和機(jī)械加工生產(chǎn))
財產(chǎn) 單位 測試
條件 SP-1
(未填充) SP-21
(15%石墨) SP-22
(40%石墨) SP-211
(10%聚四氟乙烯,
15%石墨) SP-3
(15%鉬
2)
比重 無量 綱 1.43 1.51 1.65 1.55 1.60
熱膨脹
系數(shù) 10?6/K 211–296 千米 45 34 27 [9]
296–573 千米 54 49 38 54 52
導(dǎo)熱 W/mK 在 313 K 0.35 0.87 1.73 0.76 0.47
體積電阻率 Ω·米 在 296 K 1014-10 15 1012-10 13
介電常數(shù) 無量 綱 在 100 Hz 時 3.62 13.53
在 10 kHz 時 3.64 13.28
在 1 MHz 時 3.55 13.41


Vespel is the trademark of a range of durable high-performance polyimide-based plastics made by DuPont.[1][2]

Characteristics and applications
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Vespel is mostly used in aerospace, semiconductor, and transportation technology. It combines heat resistance, lubricity, dimensional stability, chemical resistance, and creep resistance, and can be used in hostile and extreme environmental conditions.

Unlike most plastics,[3] it does not produce significant outgassing even at high temperatures, which makes it useful for lightweight heat shields and crucible support. It also performs well in vacuum applications,[4] down to extremely low cryogenic temperatures. However, Vespel tends to absorb a small amount of water, resulting in longer pump time while placed in a vacuum.

Although there are polymers surpassing polyimide in each of these properties, the combination of them is the main advantage of Vespel.

Thermophysical properties
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Vespel is commonly used as a thermal conductivity reference material for testing thermal insulators, because of high reproducibility and consistency of its thermophysical properties. For example, it can withstand repeated heating up to 300 °C without altering its thermal and mechanical properties.[citation needed] Extensive tables of measured thermal diffusivity, specific heat capacity, and derived density, all as functions of temperature, have been published.[citation needed]

Magnetic properties
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Vespel is used in high-resolution probes for NMR spectroscopy because its volume magnetic susceptibility (?9.02 ± 0.25×10?6 for Vespel SP-1 at 21.8 °C[5]) is close to that of water at room temperature (?9.03×10?6 at 20 °C [6]) Negative values indicate that both substances are diamagnetic. Matching volume magnetic susceptibilities of materials surrounding NMR sample to that of the solvent can reduce susceptibility broadening of magnetic resonance lines.

Processing for manufacturing applications
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Vespel can be processed by direct forming (DF) and isostatic molding (basic shapes – plates, rods and tubes). For prototype quantities, basic shapes are typically used for cost efficiency since tooling is quite expensive for DF parts. For large scale CNC production, DF parts are often used to reduce per part costs, at the expense of material properties which are inferior to those of isostatically produced basic shapes.[7]

Types
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For different applications, special formulations are blended/compounded. Shapes are produced by three standard processes:

compression molding (for plates and rings);
isostatic molding (for rods); and
direct forming (for small size parts produced in large volumes).
Direct-formed parts have lower performance characteristics than parts that have been machined from compression-molded or isostatic shapes. Isostatic shapes have isotropic physical properties, whereas direct formed and compression molded shapes exhibit anisotropic physical properties.

Some examples of standard polyimide compounds are:

SP-1 virgin polyimideprovides operating temperatures from cryogenic to 300 °C (570 °F), high plasma resistance, as well as a UL rating for minimal electrical and thermal conductivity. This is the unfilled base polyimide resin. It also provides high physical strength and maximal elongation, and the best electrical and thermal insulation values. Example: Vespel SP-1.15% graphite by weight, SP-21added to the base resin for increased wear resistance and reduced friction in applications such as plain bearings, thrust washers, seal rings, slide blocks and other wear applications. This compound has the best mechanical properties of the graphite-filled grades, but lower than the virgin grade. Example: Vespel SP-21.40% graphite by weight, SP-22for enhanced wear resistance, lower friction, improved dimensional stability (low coefficient of thermal expansion), and stability against oxidation. Example: Vespel SP-22.10% PTFE and 15% graphite by weight, SP-211added to the base resin for the lowest coefficient of friction over a wide range of operating conditions. It also has excellent wear resistance up to 149 °C (300 °F). Typical applications include sliding or linear bearings as well as many wear and friction uses listed above. Example: Vespel SP-211.15% moly-filled (molybdenum disulfide solid lubricant), SP-3for wear and friction resistance in vacuum and other moisture-free environments where graphite actually becomes abrasive. Typical applications include seals, plain bearings, gears, and other wear surfaces in outer space, ultra-high vacuum or dry gas applications. Example: Vespel SP-3.
Material properties data
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Material properties of Vespel[8] (produced by isostatic molding and machining)
Property Units Test
condition SP-1
(unfilled) SP-21
(15% graphite) SP-22
(40% graphite) SP-211
(10% PTFE,
15% graphite) SP-3
(15% MoS
2)
Specific gravity dimensionless 1.43 1.51 1.65 1.55 1.60
Thermal expansion
coefficient 10?6/K 211–296 K 45 34 27 [9]
296–573 K 54 49 38 54 52
Thermal conductivity W/mK at 313 K 0.35 0.87 1.73 0.76 0.47
Volume resistivity Ω·m at 296 K 1014–1015 1012–1013
Dielectric constant dimensionless at 100 Hz 3.62 13.53
at 10 kHz 3.64 13.28
at 1 MHz 3.55 13.107




性能優(yōu)勢

飛機(jī)發(fā)動機(jī)外件
杜邦™ Vespel® 可以幫助解決飛機(jī)發(fā)動機(jī)外部部件的嚴(yán)苛密封、磨損、摩擦、振動和耐熱性挑戰(zhàn)。

Vespel® 飛機(jī)發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片材料
杜邦™ Vespel® 為飛機(jī)風(fēng)扇葉片耐磨條和葉片墊片提供經(jīng)過驗證的強(qiáng)度、耐磨性和低摩擦。

發(fā)動機(jī)部件
杜邦™ Vespel® 零件在高溫下具有持久的性能,摩擦和磨損小,是襯套、墊圈和密封圈的理想選擇。

渦輪增壓器
杜邦™ Vespel® 部件有助于減少排放,同時具有耐熱性和隔熱性,是渦輪增壓器和 EGR 系統(tǒng)的理想選擇。

半導(dǎo)體制造后端
尺寸穩(wěn)定的杜邦™ Vespel® 部件是晶圓處理和芯片測試的理想選擇 - 它們磨損低,不會損壞金屬或陶瓷等晶圓。

飛機(jī)發(fā)動機(jī)短艙設(shè)計
杜邦™ Vespel® 具有久經(jīng)考驗的剪切強(qiáng)度、抗沖擊性和減輕重量,可提高飛機(jī)發(fā)動機(jī)短艙的性能。

Vespel® 發(fā)動機(jī)機(jī)油系統(tǒng)密封件
杜邦™ Kalrez® O 形圈、墊圈和定制密封件可承受噴氣燃料、發(fā)動機(jī)潤滑油、液壓油、火箭推進(jìn)劑和氧化劑的侵蝕。

動力運(yùn)動車輛
杜邦™ Vespel® 離合器組件具有韌性、高摩擦下的低磨損和抗沖擊性,使其成為全地形車、摩托車等的理想選擇。

飛機(jī)發(fā)動機(jī)短艙設(shè)計
杜邦™ Vespel® 具有久經(jīng)考驗的剪切強(qiáng)度、抗沖擊性、輕量化和高耐熱性,可提高飛機(jī)發(fā)動機(jī)短艙性能。

傳動系統(tǒng)組件

高性能 Vespel® 傳動系統(tǒng)組件有助于控制摩擦、限制磨損并降低卡死風(fēng)險

壓縮機(jī)組件

常規(guī)
 
經(jīng)久耐用的飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓縮機(jī)部件，摩擦力更小

杜邦解決方案可提高性能并延長發(fā)動機(jī)壽命，同時減輕重量并降低成本。

 

杜邦™ Vespel® 能夠在有潤滑或無潤滑的情況下運(yùn)行，磨損和摩擦小，是以下應(yīng)用的 材料：
定子葉片襯套
保險杠和耐磨墊
耐磨密封件
主轉(zhuǎn)子保險杠軸承
復(fù)合護(hù)罩

使用 Vespel® 制造的飛機(jī)壓縮機(jī)零件提供：

在 溫度下具有高性能
出色的蠕變強(qiáng)度
抗沖擊性
的尺寸穩(wěn)定性
較低的熱膨脹
易于加工

50 多年來，飛機(jī)制造商和供應(yīng)商一直依賴 Vespel® 零件和形狀、聚合物復(fù)合材料和樹脂復(fù)合材料。而且，我們的技術(shù)人員擁有 100 多個牌號，將幫助您找到應(yīng)對壓縮機(jī)設(shè)計挑戰(zhàn)的 解決方案。


可靠的 Vespel® 組件可抵抗渦輪增壓器和 EGR 系統(tǒng)的高溫，并有助于減少排放

杜邦™ Vespel® 材料具有耐熱和隔熱能力，為工程師在設(shè)計汽車渦輪增壓器和 EGR（廢氣再循環(huán)）系統(tǒng)時提供了更多選擇。

 

提高燃油效率和減少排放的一種方法是使用渦輪增壓器和 EGR 技術(shù)。然而，在渦輪增壓環(huán)境中，組件必須能夠承受極高的溫度。即使在最苛刻的發(fā)動機(jī)條件下，包括高達(dá) 300°C（甚至在短期內(nèi)甚至更高的溫度），Vespel® 襯套和墊圈也不會熔化。

即使在廢氣和碳顆粒產(chǎn)生油的 EGR 環(huán)境中，Vespel® 也能提供高性能、低摩擦和低磨損。

Vespel® 為發(fā)動機(jī)設(shè)計人員提供了更大的靈活性，因為它提供：

低磨損和低摩擦
低熱膨脹
與金屬
相比，NVH 性能更高 抗沖擊和抗蠕變性
的尺寸穩(wěn)定性
耐化學(xué)性
渦輪機(jī)體和執(zhí)行器之間的隔熱性

杜邦材料解決了飛機(jī)發(fā)動機(jī)外部部件最棘手的密封、磨損和摩擦挑戰(zhàn)

當(dāng)您尋求 面、 創(chuàng)新性和高性能的基于科學(xué)的解決方案時，杜邦™ Vespel® 可以滿足您的需求。

50 多年來，飛機(jī)發(fā)動機(jī)外件制造商一直依賴 Vespel® 來：

低摩擦和高耐磨性
重載下的高強(qiáng)度
減振
耐熱性
緊密密封
抗蠕變性
電氣和隔熱

Vespel® 為惡劣環(huán)境中的組件提供高性能，包括：

復(fù)合管夾
管道密封件
套圈
閥門密封件
保險杠、耐磨墊和耐磨條
驅(qū)動臂軸承
鐘形曲柄襯套
自鎖緊固件
絕緣子
花鍵適配器
聯(lián)軸器

此外，Vespel® 使重量更輕的部件不僅實用，而且在許多情況下比標(biāo)準(zhǔn)金屬、陶瓷和其他工程聚合物更好。


電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行始于正確的部件

由小型電動機(jī)和由杜邦™ Vespel® 零件制成的執(zhí)行器驅(qū)動的汽車系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠。

的汽車制造商都依賴采用杜邦專有成型技術(shù)制造的推力塞。Vespel® 推力塞施加恰到好處的摩擦力，以實現(xiàn)平穩(wěn)打開和關(guān)閉，并在部分打開時將窗戶保持在原位。

Vespel® 止推塞和止推板有助于提高以下設(shè)備的使用壽命：

小型減速電機(jī)
冷卻風(fēng)扇電機(jī)
用于調(diào)整轉(zhuǎn)向和座椅位置
的齒輪箱 窗戶升降電機(jī)
天窗、天窗和全景天窗電機(jī)
門滑動電機(jī)
雨刮器電機(jī)
執(zhí)行器襯套


Vespel® 提供低摩擦和耐磨性，使發(fā)動機(jī)部件性能更好

對于需要耐用、持久性能的發(fā)動機(jī)應(yīng)用，杜邦™ Vespel® 部件具有高尺寸穩(wěn)定性，即使在潤滑不良或具有高 PV 限制的干燥環(huán)境中也表現(xiàn)出色。

 

Vespel® 能夠在高溫下連續(xù)運(yùn)行，具有低摩擦和低磨損的特點，是用于發(fā)動機(jī)部件的 材料，包括：

曲軸止推墊圈
同步帶張緊器襯套
V V T（可變氣門正時）密封環(huán)
正時鏈導(dǎo)軌

此外，Vespel® 還具有出色的耐發(fā)動機(jī)油性。


杜邦材料推動半導(dǎo)體制造，提高正常運(yùn)行時間和質(zhì)量，同時降低每片晶圓的成本

杜邦為半導(dǎo)體制造過程的許多環(huán)節(jié)提供支持，從先進(jìn)的芯片制造到封裝和組裝。我們幫助客戶減少維護(hù)，降低運(yùn)營成本，提高安全性。此外，我們材料的純度減少了污染，從而提高了晶圓產(chǎn)量。

推進(jìn)半導(dǎo)體制造的技術(shù)

高溫、腐蝕性化學(xué)品和惡劣環(huán)境——這是芯片制造如此具有挑戰(zhàn)性的三個原因。杜邦提供可靠、高質(zhì)量的材料，以支持當(dāng)今的大批量制造過程。

通過與客戶的密切合作，我們開發(fā)解決方案，以推進(jìn)半導(dǎo)體芯片的發(fā)展，這些芯片廣泛應(yīng)用于從消費(fèi)電子和汽車應(yīng)用到醫(yī)療設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)等各個領(lǐng)域。


高性能 Vespel® 傳動系統(tǒng)組件有助于控制摩擦、限制磨損并降低卡死風(fēng)險

杜邦™ Vespel® 零件有助于減少摩擦造成的能量損失，使傳動系統(tǒng)更高效、更耐用、更輕便、更堅固。Vespel® 在苛刻的負(fù)載和不良的潤滑條件下都是可靠的。此外，它使工程師即使在低潤滑條件下也能突破光伏極限。

與同類材料相比，Vespel® 組件具有更高的耐用性和更好的可靠性。汽車制造商之所以選擇 Vespel® 傳動系統(tǒng)組件，是因為它們：

降低癲癇發(fā)作的風(fēng)險
不熔化
即使在苛刻的 PV 限制
下也表現(xiàn)出低磨損 在高溫
下保持出色的尺寸穩(wěn)定性 允許小型化和輕
量化 耐受典型的變速箱潤滑劑和潤滑脂
使用超低粘度潤滑劑
由于出色的摩擦性能，可減少扭矩?fù)p失

在傳動系統(tǒng)應(yīng)用中，Vespel® 零件（如密封環(huán)、止推墊圈、襯套和叉墊）在以下方面表現(xiàn)出色：

自動變速器、CVT（無級變速器）和雙離合變速器
分動箱
液力變矩器
其他傳動系統(tǒng)部件

使用壽命長，解決方案經(jīng)濟(jì)高效

在重型非公路變速器和液壓馬達(dá)中，Vespel® 密封環(huán)和止推墊圈提供長壽命和具有成本效益的解決方案，以滿足較短的交貨時間要求和生產(chǎn)量要求。