一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法及相关装置，所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法包括判断聚四氟乙烯绝缘体的内部各点是否受热均匀，若聚四氟乙烯绝缘体的内部各点受热均匀，则获取聚四氟乙烯绝缘体进行烧结前的初始温度T0，根据初始温度T0和聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度计算公式计算出聚四氟乙烯绝缘体经过t时间后的烧结温度T

【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及线缆
，特别涉及一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法及相关装置。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯(PTFE，Poly Tetra Fluoroethylene)是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，具有耐热、耐寒、抗酸、抗碱等多种优点，制成线缆的绝缘体，能够使得线缆的使用寿命更长。
[0003]聚四氟乙烯绝缘体的制备一般是先将聚四氟乙烯粉末与润滑剂混合并搅拌均匀，然后压成柱状预制棒，通过推挤机在常温下挤出成型(未烧结状态)，最后脱油并高温烧结成型(烧结态)。目前聚四氟乙烯绝缘体的烧结过程中，一般都是靠工程师的工作经验控制烧结温度，对于新产品的烧结通常是模仿先有的相似产品并经过多次试错找到合适的烧结温度，制成的聚四氟乙烯绝缘体成品性能不稳定，无法达到较好的产品质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法及相关装置，以解决现有技术中聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度难以确定的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法，包括：
[0006]判断聚四氟乙烯绝缘体的内部各点是否受热均匀；
[0007]若所述聚四氟乙烯绝缘体的内部各点受热均匀，则获取所述聚四氟乙烯绝缘体进行烧结前的初始温度T0；
[0008]根据所述初始温度T0和所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度计算公式计算出所述聚四氟乙烯绝缘体经过t时间后的烧结温度T
f
，以获得随时间t的变化而变化的T
f
的烧结曲线；
[0009]根据所述烧结曲线对所述聚四氟乙烯绝缘体进行烧结。
[0010]在一具体实施例中，获得所述烧结温度计算公式的方法包括：
[0011]根据0至时间t内所述聚四氟乙烯绝缘体吸收的热量为：
[0012][0013]其中，ρ为所述聚四氟乙烯绝缘体的密度，V为所述聚四氟乙烯绝缘体的体积，C
p
为所述聚四氟乙烯绝缘体的比热容，t
c
＝(ρ*V*C
p
)/(h*S)，h为所述聚四氟乙烯绝缘体表面的传热系数，S为所述聚四氟乙烯绝缘体与外界的传热面积；
[0014]根据Q
吸
＝ρ*V*Cp*(Tf
‑
T0)，Q
导
＝Q
吸
，其中，Q
导
为所述聚四氟乙烯绝缘体的表面导热，Q
吸
为所述聚四氟乙烯绝缘体的内部吸热，得到：
[0015][0016]在一具体实施例中，获得公式(1)的方法包括：
[0017]经过所述聚四氟乙烯绝缘体的瞬间热流量为：
[0018]Q
t
＝h*(T
f
‑
T1)*S
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)，
[0019]其中，T1为外界初始温度，
[0020]联立公式
[0021]得到：
[0022][0023]对公式(5)的等号两边求积分，得到：
[0024][0025]在一具体实施例中，获得公式(4)的方法包括：
[0026]时间t内所述聚四氟乙烯绝缘体与外界传递热量为：
[0027]dQ＝h*(T
f
‑
T1)*S*dt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)，
[0028]所述聚四氟乙烯绝缘体吸收得到的热量为：
[0029]dQ＝ρ*V*C
p
*dT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)，
[0030]其中，T为所述聚四氟乙烯绝缘体的内部温度，dT＝T
f
‑
T0，联立公式(6)和(7)，得到公式(4)。
[0031]在一具体实施例中，所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结过程包括六个阶段：第一吸热升温阶段、吸热恒温熔融阶段、第二吸热升温阶段、第一放热降温阶段、放热恒温结晶阶段、第二放热降温阶段，其中，六个阶段中所述聚四氟乙烯绝缘体吸收的热量为根据公式(1)求得，所述第一吸热升温阶段、所述第二吸热升温阶段、所述第一放热降温阶段、所述第二放热降温阶段中所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度根据公式(2)求得，所述吸热恒温熔融阶段中所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度为第一温度值，所述放热恒温结晶阶段中所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度为第二温度值。
[0032]在一具体实施例中，所述第一温度值为340℃，所述第二温度值为310℃。
[0033]在一具体实施例中，判断聚四氟乙烯绝缘体的内部各点是否受热均匀的方法包括：
[0034]计算标准系数其中，V为所述聚四氟乙烯绝缘体的体积，λ为所述聚四氟乙烯绝缘体的热导率，V/λ表示所述聚四氟乙烯绝缘体的内部导热热阻，S为所述聚四氟乙烯绝缘体与外界的传热面积，h为所述聚四氟乙烯绝缘体表面的传热系数，S/h表示所述聚四氟乙烯绝缘体的外表面传热热阻。
[0035]判断Bi是否小于或等于0.05；
[0036]若Bi是否小于或等于0.05，则所述聚四氟乙烯绝缘体的内部各点受热均匀。
[0037]在一具体实施例中，所述方法还包括：
[0038]获取所述聚四氟乙烯绝缘体的熔化时间获取所述聚四氟乙烯绝缘体的熔化时间其中，ρ1为所述聚四氟乙烯绝缘体烧结前的密度，C
p
为所述聚四氟乙烯绝缘体的比热容，R1为所述聚四氟乙烯绝缘体的内半径，R2为所述聚四氟乙烯绝缘体烧结前的外半径，λ1为所述聚四氟乙烯绝缘体烧结前的传热系数；
[0039]获取所述聚四氟乙烯绝缘体的冷却时间获取所述聚四氟乙烯绝缘体的冷却时间其中，ρ2为所述聚四氟乙烯绝缘体烧结后的密度，R3为所述聚四氟乙烯绝缘体烧结后的外半径，λ2为所述聚四氟乙烯绝缘体烧结后的传热系数；
[0040]获取单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体熔融前吸收的总热量获取单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体熔融前吸收的总热量其中，T
a
为所述聚四氟乙烯绝缘体初次烧结熔融的温度；
[0041]获取单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体结晶前释放的总热量获取单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体结晶前释放的总热量其中，T
b
为所述聚四氟乙烯绝缘体结晶冷却的温度；
[0042]获取单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体完全熔融吸收的总热量Q3＝Q1+Q
a
，其中，Q
a
为单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体的相变热能；
[0043]获取单位长度的所述聚四氟乙烯绝缘体完全结晶释放的总热量Q4＝Q2+Q
a
。
[0044]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是提供一种聚四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯绝缘体的烧结方法，其特征在于，包括：判断聚四氟乙烯绝缘体的内部各点是否受热均匀；若所述聚四氟乙烯绝缘体的内部各点受热均匀，则获取所述聚四氟乙烯绝缘体进行烧结前的初始温度T0；根据所述初始温度T0和所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度计算公式计算出所述聚四氟乙烯绝缘体经过t时间后的烧结温度T
f
，以获得随时间t的变化而变化的T
f
的烧结曲线；根据所述烧结曲线对所述聚四氟乙烯绝缘体进行烧结。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得所述烧结温度计算公式的方法包括：根据0至时间t内所述聚四氟乙烯绝缘体吸收的热量为：其中，ρ为所述聚四氟乙烯绝缘体的密度，V为所述聚四氟乙烯绝缘体的体积，C
p
为所述聚四氟乙烯绝缘体的比热容，t
c
＝(ρ*V*C
p
)/(h*S)，h为所述聚四氟乙烯绝缘体表面的传热系数，S为所述聚四氟乙烯绝缘体与外界的传热面积；根据Q
导
＝Q0‑
t
，Q
吸
＝ρ*V*C
p
*(T
f
‑
T0)，Q
导
＝Q
吸
，其中，Q
导
为所述聚四氟乙烯绝缘体的表面导热，Q
吸
为所述聚四氟乙烯绝缘体的内部吸热，得到：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获得公式(1)的方法包括：经过所述聚四氟乙烯绝缘体的瞬间热流量为：Q
t
＝h*(T
f
‑
T1)*S
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3),其中，T1为外界初始温度，联立公式得到：对公式(5)的等号两边求积分，得到：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获得公式(4)的方法包括：时间t内所述聚四氟乙烯绝缘体与外界传递热量为：dQ＝h*(T
f
‑
T1)*S*dt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)，所述聚四氟乙烯绝缘体吸收得到的热量为：dQ＝ρ*V*C
p
*dT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)，其中，T为所述聚四氟乙烯绝缘体的内部温度，dT＝T
f
‑
T0，联立公式(6)和(7)，得到公式(4)。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结过程包括六个阶段：第一吸热升温阶段、吸热恒温熔融阶段、第二吸热升温阶段、第一放热降温阶段、放
热恒温结晶阶段、第二放热降温阶段，其中，六个阶段中所述聚四氟乙烯绝缘体吸收的热量为根据公式(1)求得，所述第一吸热升温阶段、所述第二吸热升温阶段、所述第一放热降温阶段、所述第二放热降温阶段中所述聚四氟乙烯绝缘体的烧结温度根据公式(2)求得...

【专利技术属性】
技术研发人员：周炜，桂宏兵，付善波，雷灼营，
申请(专利权)人：深圳金信诺高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：