ডার্ক ম্যাটার ডিটেকশন ডিটেক্টরে লিকুইড জেনন (LXe, -100 ডিগ্রী, 2 বার) এর সরাসরি নিমজ্জন গরম করার জন্য, PFA হিটারের নিম্ন-তাপমাত্রার ফ্লেক্সরাল মডুলাস (ASTM D790 -100 ডিগ্রিতে) কীভাবে প্রাচীরের বেধের সাথে প্রাচীরের পুরুত্বের সাথে সম্পর্কিত{1}}}6 মিমি। রুম টেম্পারেচারে থার্মাল সাইক্লিং এর সময় ফ্র্যাকচার?
একটি বার্তা রেখে যান
ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্টরে ক্রায়োজেনিক ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের ঝুঁকি
তরল জেনন (LXe) ডিটেক্টর ব্যবহার করে ডার্ক ম্যাটার অধ্যয়ন -100 ডিগ্রি এবং 2 বারে চলে। রক্ষণাবেক্ষণের জন্য, পিএফএ হিটারগুলি অবশ্যই ঘরের তাপমাত্রায় তাপীয় সাইক্লিং সহ্য করতে হবে। কম-তাপমাত্রার নমনীয় মডুলাস কুলডাউন এবং উষ্ণতার সময় ক্র্যাক প্রতিরোধের নির্ধারণ করে{10}}। -100 ডিগ্রীতে 2000 MPa এর নীচে একটি নমনীয় মডুলাস সহ PFA ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ করে; 2500 MPa এর উপরে, ক্র্যাকিং ঘটে, পাঁচটি বিরল-ঘটনা পদার্থবিদ্যা ল্যাবের পরিমাণগত তথ্য অনুসারে। একটি 1.5 মিমি প্রাচীর 500টি তাপ চক্র সহ্য করতে পারে, যেখানে একটি 3.0 মিমি প্রাচীর 50 চক্রের পরে অভ্যন্তরীণ চাপ বৃদ্ধির কারণে ভেঙে যায়।
ভঙ্গুর ট্রানজিশন টেম্পারেচার এবং ফ্লেক্সুরাল মডুলাস
-50 ডিগ্রি এবং -100 ডিগ্রির মধ্যে, PFA নমনীয় থেকে ভঙ্গুর হয়ে যায়। ট্রানজিশনের নিচে, ফ্লেক্সারাল মডুলাস তীব্রভাবে বেড়ে যায়। -100 ডিগ্রীতে ASTM D790 প্রতি পরীক্ষা:
-100 ডিগ্রীতে পিএফএ গ্রেড ফ্লেক্সুরাল মডুলাস (এমপিএ) -100 ডিগ্রীতে টেনসিল প্রসারণ (%) -100 ডিগ্রিতে ফ্র্যাকচার মোড আইজোড প্রভাব (জে/মি)
স্ট্যান্ডার্ড (45% স্ফটিকতা) 2800 8 ভঙ্গুর 25
উচ্চ আণবিক ওজন (48%) 2500 12 আধা-ভঙ্গুর 45
কম স্ফটিকতা (40%, নিভে যাওয়া) 1800 25 নমনীয় 85
কপোলিমার পরিবর্তন (৩৫% স্ফটিকতা) 1500 35 নমনীয় 120
তাপ চক্র চাপ গণনা
20 ডিগ্রি থেকে -100 ডিগ্রি (ΔT=120 ডিগ্রি) ঠান্ডা হওয়ার সময় তাপীয় সংকোচনের চাপ E × × ΔT এর সমান। মান PFA-এর জন্য E=2800 MPa,=60 ppm/ ডিগ্রি, এবং স্ট্রেস=2800 × 60e-6 × 120=20.2 MPa। -100 ডিগ্রিতে PFA প্রসার্য শক্তি 25 MPa, সর্বনিম্ন মার্জিন অফার করে। কম-স্ফটিক PFA (E=1800 MPa) এর জন্য চাপ=13.0 MPa, দ্বিগুণ নিরাপত্তা মার্জিন অফার করে।
স্ট্রেস ঘনত্ব এবং প্রাচীর বেধ
থার্মাল সাইক্লিংয়ের সময় বৃহত্তর তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টের কারণে, মোটা দেয়ালের ফলে বাঁকানো চাপ বৃদ্ধি পায়:
প্রাচীর বেন্ডিং স্ট্রেস (MPa) জুড়ে দেয়ালের বেধের টেম্প গ্রেডিয়েন্ট ক্র্যাক প্রোপাগেশন রেট ক্র্যাক করার জন্য চক্র
1.5 মিমি 12 ডিগ্রী 18 500 0.0005 মিমি/চক্র 2.0 মিমি 16 ডিগ্রী 24 200 0.002 2.5 মিমি 20 ডিগ্রী 30 80 0.008 3.0 মিমি 24 ডিগ্রী 36 40 0.015
ক্রায়োজেনিক ফ্লুইড ইন্টারঅপারেবিলিটি
যদিও PFA রাসায়নিকভাবে তরল জেনন দ্বারা আক্রান্ত হয় না, তবে PFA (60 পিপিএম/ডিগ্রি) এবং মেটাল কোর (13 পিপিএম/ডিগ্রি) এর মধ্যে তাপীয় সংকোচনের অমিলের কারণে আন্তঃফেসিয়াল স্ট্রেস তৈরি হয়। 1.5 মিমি দেয়ালের জন্য, ইন্টারফেসিয়াল শিয়ার হল 8 MPa; 3.0 মিমি দেয়ালের জন্য, পুরু দেয়ালের জন্য 12 MPa- PFA এর ক্রায়োজেনিক ইন্টারফেসিয়াল শক্তি (10 MPa) অতিক্রম করে।
কম-স্ফটিকতা পিএফএ উত্পাদন
কম স্ফটিকতা অর্জনের জন্য এটি দ্রবীভূত থেকে দ্রুত নিভে যায়. 45–50% স্ফটিকতা অর্জিত হয় স্ট্যান্ডার্ড পিএফএ প্রতি মিনিটে 10 ডিগ্রী হারে ঠান্ডা করে. 35–40% জল নিভানোর মাধ্যমে অর্জন করা হয়। LXe ডিটেক্টরের জন্য 40% এর কম DSC স্ফটিকতার সাথে নিভে যাওয়া PFA ব্যবহার করুন।
নির্দিষ্টকরণের জন্য নির্দেশিকা
তরল জেননের জন্য - থার্মাল সাইক্লিং সহ 100 ডিগ্রীতে, কম-স্ফটিকতা PFA নির্দিষ্ট করুন ( 40% স্ফটিকতার কম বা সমান, ফ্লেক্সুরাল মডুলাস<2000 MPa) with wall thickness ≤1.5mm. ASTM D790 certification at -100°C and an Izod impact greater than 80 J/m is required. Elastomer-modified PFA (30% crystallinity) with 1.5mm walls should be specified for detectors needing more than 1000 cycles. Preventing brittle fracture in multi-million dollar detectors justifies the price for low-crystallinity PFA (25–40% over standard).
