Was ist Silikonkautschuk?
Silikon-Gummi ist ein synthetischer Kautschuk mit Silizium, Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff als seine Bestandteile. Je nach Endprodukt hat dieses Elastomer eine chemische Zusammensetzung, die das Silikonpolymer, ein Vernetzungsmittel und Additive.
Normalerweise wird bei der Herstellung von Silikonkautschuk ist Platin oder Peroxid. Dieses Mittel wird dem Silikonpolymer hinzugefügt, eine chemische Reaktion auslösen das macht das Material elastisch.
Darüber hinaus sind die Additive im Silikonkautschuk verstärken seine Eigenschaften. Pigmente beispielsweise verbessern die Farbe des Endprodukts, während Kohlenstoff die Zerreißfestigkeit aus Silikonkautschuk.
Unabhängig von seinen Additiven hat dieses Elastomer hervorragende elektrische Eigenschaften, hohe Wärmeleitfähigkeit, und gute chemische StabilitätDarüber hinaus lässt sich Silikonkautschuk aufgrund seiner Haltbarkeit und Flexibilität leicht für verschiedene Anwendungen formen.
Wie wird Silikonkautschuk hergestellt?
Der Herstellungsprozess von Silikonkautschuk ist relativ unkompliziert. Der erste Schritt im Herstellungsprozess besteht darin, Mischen und erhitzen Sie die Zutaten aus Silikonkautschuk – Silikonpolymer, Vernetzer und das für die Anwendung passende Additiv.
Nachdem die Zutaten erhitzt und zu einer glatten Masse vermischt wurden, kann dieses gummiartige Material auf zwei Arten geformt werden:
- Extrusion: Die Mischung wird durch eine geformte Öffnung gedrückt, um lange, zusammenhängende Teile zu erzeugen, wie Rohr or Dichtungen.
- Formen: Die Mischung wird dann in eine Form gespritzt und kann dort in einer bestimmten Form aushärten.
Während des Aushärtungsprozesses wird ein Peroxid bzw Platinkatalysator wird hinzugefügt die Vernetzungsreaktion einleiten. Nachdem der Silikonkautschuk ausgehärtet ist, ist es zugeschnitten und gereinigt um das Endprodukt zu erstellen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Härte des Endprodukts die Leistung von Silikonkautschuk als Dämpfungsmaterial beeinflusst. Beispielsweise beeinflusst die Härte des Materials seine vibrationsdämpfende Wirkung. Weichere Silikonkautschukmaterialien sind besser in der Stoßdämpfung als härtere Silikon-Gummi.
Darüber hinaus beeinflusst auch die Dicke des Endprodukts die Schwingungsdämpfung. Je dicker das Elastomer, der höhere seine vibrationsdämpfende Wirkung.
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Wie dämpft Silikonkautschuk Vibrationen?
Mechanische Systeme erzeugen oft Vibrationen durch Reibung oder mechanische Stöße. Diese Vibrationen zu ignorieren, könnte zu Schäden am System führen, geringere Effizienz und Lärm.
Daher ist es äußerst wichtig, Schwingungen zu dämpfen. Die Dämpfung von Schwingungen ist ein Prozess, der eliminiert oder reduziert Vibrationen in einem System.
Aufgrund seiner elastischen und viskosen Eigenschaften ist Silikonkautschuk ein hervorragender Schwingungsdämpfer. Es absorbiert die Vibrationen und leitet sie als Wärme ab an die Umgebung.
Wenn Silikon Vibrationen absorbiert, verformt es sich. Die inneren Reibungskräfte im Elastomer zerstreuen die Energie dann über viele Zyklen. Dadurch wird das Elastomer reduziert die Frequenz und Amplitude von Schwingungen in einem mechanischen System.
Silikonkautschuk weist mehrere vibrationsdämpfende Eigenschaften auf, darunter;
Hysterese: Hysterese ist eine Verzögerung in der Reaktion eines Materials. Seine Reaktion hängt von der aktuell ausgeübten Kraft ab. Dies geschieht bei Materialien, die Energie absorbieren, wie z. B. Silikonkautschuk, was zu einer verzögerten Reaktion führt, wenn eine Kraft ausgeübt wird.wiederholt aufgetragen und entfernt.
Außerdem, die Härte des Elastomers bestimmt sein Hystereseverhalten. Beispielsweise verformt sich weicher Silikonkautschuk leicht und benötigt länger, um sich zu erholen. Daher weist er im Vergleich zu hartem Silikonkautschuk eine stärkere Hysterese auf.
Viskoelastizität: Viskoelastizität bedeutet, dass ein Material sowohl elastisch und viskos Eigenschaften. Unter kurzer Belastung wirkt es wie ein elastischer Festkörper und springt zurück. Unter längerer Belastung verhält sich Silikonkautschuk wie eine dicke Flüssigkeit und verändert langsam seine Form.
Scherverformung: verändert die Form eines Materials, ohne sein Volumen zu verändern. Dieses Phänomen tritt auf, wenn auf zwei Teile eines Materials Kräfte in entgegengesetzter Richtung einwirken.
Silikonkautschuk unterliegt ebenfalls einer Scherverformung. Durch die Verstärkung von Silikonkautschuk mit Füllstoffen während der Herstellung kann dieser widerstandsfähiger gegen Scherverformung werden.
Dämpfungskoeffizient: Es misst die Menge der verbrauchten Energie nach jedem Verformungszyklus. Materialien mit hohen Dämpfungskoeffizienten reduzieren die Schwingungsamplitude in einem System.
Obwohl der Dämpfungskoeffizient von Silikonkautschuk relativ niedrig ist, kann er Vibrationen dennoch wirksam reduzieren. Je dicker der Silikonkautschuk, der höhere sein Dämpfungskoeffizient.
Reibungsdämpfung: Tritt auf, wenn sich zwei Oberflächen relativ zueinander bewegen. Diese Oberflächen leiten Wärme aufgrund der Reibung zwischen ihnen ab. Silikonkautschuk weist je nach Oberfläche eine Reibungsdämpfung auf.
Bei einer glatten Oberfläche des Elastomers ist die Reibungsdämpfung geringer als bei einer rauen Oberfläche. Zudem weist eine beschichtete Silikonoberfläche eine geringere Dämpfung auf.
Anwendungen von Silikonkautschuk als vibrationsdämpfendes Material
Aufgrund seiner vibrationsdämpfenden Wirkung wird Silikonkautschuk in mehreren Branchen eingesetzt, darunter;
- Luft- und Raumfahrt: Fahrwerke, Propeller und Rotoren verwenden Schwingungsdämpfer wie Silikonkautschuk, um Reduzieren Sie Lärm und verbessern Sie die Leistung.
- Elektronik: Silikonkautschuk dämpft Vibrationen elektronische Geräte schützen wie Drucker, Kopierer, Smartphones und Festplattenlaufwerke in Laptops.
- Automobil: Aufhängungssysteme, Auspuffanlagen, Motorlager und Lenksysteme verwenden Schwingungsdämpfer wie geformte Gummiteile.
- Medizinische Geräte: Silikonkautschuk dämpft Vibrationen in medizinischen Geräten wie Prothesen, MRT- und Ultraschallgeräten.
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So testen und bewerten Sie Silikonkautschuk auf Vibrationsdämpfung？
Das Testen und Validieren der Zuverlässigkeit und Wirksamkeit von Silikonkautschuk als Dämpfungsmaterial ist von entscheidender Bedeutung, da es dazu beiträgt, unerwartete Ausfälle zu verhindern und die Gesamtleistung zu steigern.
Zu den Standardtestmethoden zur Bewertung der Leistung von Silikonkautschuk als Dämpfungsmaterial gehören:
Dynamisch-mechanische Analyse (DMA): DMA testet die viskoelastischen Eigenschaften eines Materials, einschließlich des Dämpfungskoeffizienten.
Während des Tests wird das Material ausgesetzt eine kleine oszillierende Kraft über mehrere Temperatur- und Frequenzbereiche. Die resultierende Verformung wird dann gemessen und zur Berechnung des Dämpfungskoeffizienten verwendet.
Schlagprüfung: Dieser Test misst die Dämpfungseigenschaften eines Materials bei Stoßbelastung. Ein Aufpralltest beinhaltet das Material treffen mit einem Hammer oder durch Fallenlassen eines Gewichts und anschließendes Messen der Verformung.
Schermodulmessung: Dieser Test misst die Dämpfungswirkung von Silikonkautschuk unter Scherbelastung. Während des Tests wird eine Elastomerprobe zwischen zwei parallelen Platten platziert. Während eine Platte fixiert ist, bewegt sich hin und her.
Nach der Messung der Kraft, die zur Aufrechterhaltung der Schwingbewegung erforderlich ist, wird daraus die Materialfestigkeit berechnet. Schermodul.
Warum Silikonkautschuk gegenüber anderen Schwingungsdämpfern wählen?
Ausgewogene Leistung:
Aufgrund seiner Vorteile hinsichtlich thermischer Stabilität, Flexibilität und Haltbarkeit ist Silikon eines der zuverlässigste und vielseitigste vibrationsdämpfende Lösungen verfügbar.
Hervorragende Vibrationsabsorption:
Im Gegensatz zu Metallen, die oft Vibrationen übertragen, bietet Silikon eine hervorragende Energieabsorption und Geräuschreduzierung.
Breite Temperaturbeständigkeit:
Silikon bleibt flexibel und funktionell von –60 ° C bis 230 ° C. Aber Naturkautschuk wird unter Hitze hart, reißt oder verliert seine Elastizität.
Haltbarkeit unter rauen Bedingungen:
Kork oder Polyurethan- kann durch Feuchtigkeit, UV-Strahlung oder Chemikalien zersetzt werden, während Silikon eine langfristige Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Ozon und aggressive Chemikalien bietet.
Elektrische Isolierung und Biokompatibilität:
Silikon sorgt für eine sichere elektrische Isolierung und Biokompatibilität, Dadurch ist es für medizinische Geräte, Elektronik und andere sensible Anwendungen geeignet.
Einflussfaktoren auf die Vibration Dämpfungseffekt
Bevor Sie sich für Silikonkautschuk als vibrationsdämpfendes Material entscheiden, müssen Sie unbedingt beachten, dass die Dämpfungswirkung des Materials von mehreren Faktoren beeinflusst wird. Zu diesen Faktoren gehören Temperatur, Schwingfrequenz, Schwingamplitude und Härte.
Temperatur: Die Temperatur beeinflusst die Dämpfungseigenschaften von Silikon. Mit steigender Temperatur wird Silikon weniger steif und seine Dämpfungseigenschaften nehmen zu.
Schwingungsfrequenz: Ein weiterer entscheidender Faktor ist die Schwingungsfrequenz. Je niedriger die Schwingungsfrequenz, desto höher sind die Dämpfungseigenschaften des Silikonelastomers.
Vibration Amplitude: Bei niedrigen Amplituden hat Silikon eine geringe dämpfende Wirkung. Wenn die Amplitude jedoch zu hoch ist, kann das Elastomer seine Verformungsgrenzen erreichen und die Schwingungsdämpfung wird weniger wirksam.
Härte: Weichere Silikonmaterialien verformen sich leicht und absorbieren mehr Vibrationen als harte Silikonmaterialien.
Richtlinien zur Auswahl von Silikonkautschuk als vibrationsdämpfendes Material
Nicht alle Silikone sind gleich, da Additive und Formulierungen unterschiedliche Materialeigenschaften erzeugen. Ihre Wahl sollte daher auf der Grundlage der spezifischen Betriebsbedingungen Ihrer Anwendung.
- Leistungsfaktoren: Berücksichtigen Sie den erwarteten Temperaturbereich, die Schwingungsamplitude und die Frequenz. Das von Ihnen ausgewählte Silikon muss diesen Bedingungen standhalten unter Beibehaltung der vibrationsdämpfenden Wirkung.
- Umweltbeständigkeit: Witterungseinflüsse, Feuchtigkeit, UV-Strahlung und Chemikalien können die Leistung ebenfalls beeinträchtigen. Einige Silikonmaterialien weisen eine höhere Widerstandsfähigkeit auf und eignen sich daher besser für den Außenbereich oder raue Umgebungen.
- Kostenüberlegungen: Silikon bietet zwar eine hervorragende Haltbarkeit und Leistung, ist aber in der Regel teurer als andere. Es ist wichtig zu prüfen, ob das Material sorgt für die richtige Balance zwischen Vibrationsdämpfungseffizienz und Budget.
Durch Abwägen der oben genannten Faktoren können Sie den am besten geeigneten Silikonkautschuk auswählen, der sowohl Zuverlässigkeit als auch Wert für Ihre Anforderungen an die Schwingungsdämpfung bietet.
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Fazit
Silikonkautschuk eignet sich dank seiner hervorragenden viskoelastischen Eigenschaften hervorragend zur Schwingungsdämpfung. Er absorbiert effektiv mechanische Stöße und Vibrationen und wandelt die Energie in Wärme um, um empfindliche Komponenten zu schützen.
Dank seiner überlegenen Leistung bei extremen Temperaturen und seiner Beständigkeit gegenüber rauen Umgebungen ist Silikon eine langlebige und zuverlässige Lösung für Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Elektronikindustrie.
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