Hallo Forumsgemeinschaft Habe eine Frage zur Werkstoffkunde des Kunststoffes PEEK (Polyether ether ketone). Dieser Werkstoff wird von mir in einer Apparatur als Isolationsmaterial zwischen Edelstahlteilen verwendet.Es zeigt sich jetzt in der Messtechnischen Untersuchung dieser Apparatur, dass sich die Kapazitäten, welche sich darin Systembedingt bilden, mit der Temperatur verändern. Dies ist jetzt nicht ungewöhnlich und wurde so auch erwartet, nur dass bei Temperaturen ab 150°C diese Änderungen plötzlich wesentlich stärker ausfällt als unter dieser Temperatur. Interessant ist, dass die Glastemperatur von PEEK bei 143°C liegt. Somit liegt es nahe, dass sich die Dielektrizitätskonstante oberhalb der Glastemperatur ändert. In der Literatur habe ich gefunden, dass man die Änderung der Dielektrizitätskonstante zur Bestimmung der Glastemperatur herannimmt. Es deutet also doch einiges daraufhin, dass die festgestellt Änderung der Kapazität ihre Ursache in der Änderung der Dielektrizitätskonstante des Kunststoffes PEEK hat. Allerdings würde ich die Zusammenhänge gerne verstehen, denn nur dann kann ich gegebenenfalls diesen Effekt kompensieren. Dies als Vorinformation und jetzt meine eigentliche Frage: Alles was ich bisher gemessen habe legt nahe, dass die Dielektrizitätskonstante oberhalb der Glastemperatur des Kunststoffes PEEK ansteigt und genau das ist es, was ich nicht verstehen bez. gerne verstehen möchte: Bei Flüssigkeiten nimmt die Dielektrizitätskonstante mit steigender Temperatur ab, da die Dipole sich wegen der erhöhten thermischen Bewegung nicht mehr so leicht im elektrischen Feld ausrichten. Ist dies bei Kunststoffen grundsätzlich anders? Mir ist bekannt, dass oberhalb der Glastemperatur die Molekülstrukturen noch lange nicht aufbrechen, die Moleküle sich aber wohl (mit meinen geringen Werkstoffkundekenntnissen formuliert) irgendwie verändern. Ich hätte jetzt auch erwartet, dass sich die Dipole wie bei Flüssigkeiten, bei höheren Temperaturen durch das Elektrische Feld nicht mehr so leicht ausrichten lassen, da sie wegen der höheren Temperatur eine größere Eigenschwingung aufweisen und damit die Dielektrizitätszahl mit höheren Temperaturen sinken müsste. Allerdings messe ich genau das Gegenteil. Um mein System zu verstehen ist es wichtig, dass ich weiß was in diesem Kunststoff passiert, denn es kann immer noch sein, dass meine Beobachtungen eine ganz andere Ursache haben, was die Sache nicht einfacher macht, aber ich könnte dann den Isolationsstoff PEEK wenigsten ausschließen. Hat jemand einen Link zu einem Fachartikel, Datenblatt wo die Abhängigkeit der Dielektrizitätszahl von der Temperatur von Kunststoffen speziell von PEEK aufgeführt ist? Herzlichen Dank Transi
Transi schrieb: > dass sich die Dipole wie bei Flüssigkeiten, > bei höheren Temperaturen durch das Elektrische Feld nicht mehr so leicht > ausrichten lassen, da sie wegen der höheren Temperatur eine größere > Eigenschwingung aufweisen Vermutung: es ist das Gegenteil der Fall, weil die Moleküle oberhalb der Glastemperatur beweglicher werden ( genau das sagt ja die Glastemperatur aus - darunter ist die freie Bewegung eingefroren). Transi schrieb: > Allerdings messe ich genau das Gegenteil. Da gibt es nichts zu wundern. Georg
@Georg
> Vermutung:
Genau so ist es. Habe ein Datenblatt (von der NASA) gefunden, wo die
Werte genau aufgelistet sind.
Epsilon bei 20°C 3,13; bei 100°C 3,30 und bei 185°C 4,9
Dies erklärt genau meine (bisher nicht zu deutenden) Messergebnisse.
Im gleichen Datenblatt sind noch einige andere Werkstoffe aufgeführt die
bezüglich des Epsilon wesentlich stabiler sind. Denke wir bekommen dies
gebacken. Super ist, dass wir die Zusammenhänge jetzt verstehen.
Gefahr erkannt, Gefahr gebannt, --> Problem gelöst.
Herzlichen Dank
Transi schrieb: > Um mein System zu verstehen ist es wichtig, dass ich weiß was in diesem > Kunststoff passiert Das Stichwort lautet: Van der Waals &oder Wasserstoffbrückenbindung. Wenn du diese "Bindungsarten" kennst und dir die Strukturformel deines Stoffes anguckst kansst du abschätzen was los ist. Ps.: Reichst du bitte das Datenblatt weiter? thx Gruß, OsRam
Transi schrieb: > Gefahr erkannt, Gefahr gebannt, --> Problem gelöst. Eventuell solltest du auch berücksichtigen, dass der Einsatz von (teil-)amorphen Thermoplasten über der Glastemperatur auch dauerhafte Veränderungen durch zunehmende Kristallisation bedingt. Ich habe da eine Untersuchung an PEEK-Folien ausgegraben, die zeigt: * der Kristallisationsgrad steigt mit Dauer und Temperatur über Tg (Table 1) und ist irreversibel (die Proben wurden kalt gemessen). * die Leitfähigkeit sinkt mit steigendem Kristallisationsgrad (Fig. 7/8) * Dielektrizitätskonstante und Kristallisationsgrad sind unkorreliert (Fig. 10) * Spannungsfestigkeit sinkt (Fig. 11) * die Sprödigkeit nimmt zu (S. 21 Probleme mit Dickenmessung) http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf?AD=ADA266027&%3BLocation=U2&%3Bdoc=GetTRDoc.pdf&origin=publication_detail Schnappi schrieb: > Link? Ich vermute http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19920019432.pdf
Ihr seid ja super. > Link? > Ich vermute ... Ja, Genau das ist der Link. Herzlichen Dank
Bedenke auch, dass oberhalb von Tg der Wärmeausdehnungskoeffizient schlagartig zunimmt (unabhängig von epsilon). Wenn dein Kondensatorplattenabstand durch den Kuststoff bestimmt ist, dann wird der Temperaturgang einen zusätzlichen Knick bekommen.
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