Die Hitzeschockbeständigkeit von Lackdrähten ist ein wichtiger Indikator, insbesondere für Motoren und Komponenten oder Wicklungen mit Temperaturanforderungen, und hat eine große Bedeutung. Sie wirkt sich direkt auf die Konstruktion und den Einsatz elektrischer Geräte aus. Die Temperatur elektrischer Geräte wird durch die verwendeten Lackdrähte und andere Isoliermaterialien begrenzt. Durch die Verwendung von Lackdrähten mit hoher Hitzeschockbeständigkeit und passenden Materialien kann eine höhere Leistung ohne Strukturänderung erzielt oder die Außenmaße und das Gewicht reduziert werden. Der Verbrauch von Nichteisenmetallen und anderen Materialien kann bei gleichbleibender Leistung reduziert werden.
1. Thermischer Alterungstest
Die Bestimmung des thermischen Verhaltens von Lackdraht mithilfe der Methode zur Bewertung der thermischen Lebensdauer dauert sechs Monate bis ein Jahr (UL-Test). Dem Alterungstest fehlt zwar eine Simulation in der Anwendung, dennoch ist die Kontrolle der Lackqualität und des Einbrenngrades des Lackfilms während des Produktionsprozesses von praktischer Bedeutung. Faktoren, die das Alterungsverhalten beeinflussen:
Der gesamte Prozess von der Lackherstellung über das Einbrennen des Lackdrahtes zu einem Film bis hin zur Alterung und Zersetzung des Lackfilms ist ein Prozess der Polymerisation, des Wachstums sowie der Rissbildung und Zersetzung des Polymers. Bei der Lackherstellung wird üblicherweise das Ausgangspolymer synthetisiert und das Ausgangspolymer der Beschichtung zu einem Hochpolymer vernetzt, das ebenfalls eine thermische Zersetzungsreaktion durchläuft. Die Alterung ist die Fortsetzung des Einbrennens. Durch Vernetzungs- und Rissbildungsreaktionen nimmt die Leistungsfähigkeit von Polymeren ab.
Unter bestimmten Ofentemperaturbedingungen wirkt sich die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit direkt auf die Verdunstung der Farbe auf dem Draht und die Backzeit aus. Ein geeigneter Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich kann eine qualifizierte thermische Alterungsleistung gewährleisten.
Eine hohe oder niedrige Ofentemperatur beeinträchtigt die Wärmealterungsleistung.
Die Geschwindigkeit der thermischen Alterung und das Vorhandensein von Sauerstoff hängen vom Leitertyp ab. Sauerstoff kann die Rissbildung in Polymerketten auslösen und so die thermische Alterung beschleunigen. Kupferionen können durch Migration in den Lackfilm gelangen und sich zu organischen Kupfersalzen entwickeln, die bei der Alterung eine katalytische Rolle spielen.
Nach der Entnahme sollte die Probe auf Raumtemperatur abgekühlt werden, um eine plötzliche Abkühlung und damit eine Beeinträchtigung der Testdaten zu verhindern.
2. Thermoschocktest
Der Thermoschocktest dient der Untersuchung der Schockempfindlichkeit des Lackfilms des Lackdrahtes gegenüber thermischer Einwirkung unter mechanischer Beanspruchung.
Der Lackfilm von Lackdrähten unterliegt durch Dehnung oder Wicklung einer Dehnungsverformung. Die relative Verschiebung der Molekülketten speichert innere Spannungen im Lackfilm. Wird der Lackfilm erhitzt, äußert sich diese Spannung in einer Filmschrumpfung. Im Thermoschocktest schrumpft der gedehnte Lackfilm selbst durch Hitzeeinwirkung, doch der mit dem Lackfilm verbundene Leiter verhindert diese Schrumpfung. Die Wirkung von innerer und äußerer Spannung ist ein Test für die Festigkeit des Lackfilms. Die Filmfestigkeit verschiedener Lackdrahttypen variiert, und auch das Ausmaß, in dem die Festigkeit verschiedener Lackfilme mit steigender Temperatur abnimmt, variiert. Ab einer bestimmten Temperatur ist die thermische Schrumpfkraft des Lackfilms größer als seine Festigkeit, was zu Rissen im Lackfilm führt. Die Hitzeschockfestigkeit des Lackfilms hängt von der Qualität des Lacks selbst ab. Bei gleichem Lacktyp hängt sie auch vom Verhältnis der Rohstoffe ab.
Eine zu hohe oder zu niedrige Backtemperatur verringert die Thermoschockleistung.
Die Thermoschockbeständigkeit dicker Farbfilme ist schlecht.
3. Hitzeschock-, Erweichungs- und Durchschlagstest
In der Spule wird die untere Schicht des Lackdrahtes durch die Spannung der oberen Schicht des Lackdrahtes unter Druck gesetzt. Wird der Lackdraht während der Imprägnierung vorgebrannt oder getrocknet oder bei hohen Temperaturen betrieben, erweicht der Lackfilm durch Hitze und verdünnt sich unter Druck allmählich, was zu Kurzschlüssen zwischen den Windungen in der Spule führen kann. Der Hitzeschock-Erweichungstest misst die Widerstandsfähigkeit eines Lackfilms gegenüber thermischer Verformung unter äußeren mechanischen Kräften. Er untersucht die plastische Verformung eines Lackfilms unter Druck bei hohen Temperaturen. Dieser Test ist eine Kombination aus Hitze-, Elektrizitäts- und Krafttests.
Die Wärmeerweichungsleistung des Lackfilms hängt von seiner Molekularstruktur und der Kraft zwischen seinen Molekülketten ab. Generell weisen Lackfilme mit aliphatischen linearen Molekülen eine schlechte Aufschlussleistung auf, während Lackfilme mit aromatischen, duroplastischen Harzen eine hohe Aufschlussleistung aufweisen. Übermäßiges oder schwaches Einbrennen des Lackfilms beeinträchtigt ebenfalls seine Aufschlussleistung.
Zu den Faktoren, die die experimentellen Daten beeinflussen, zählen das Ladegewicht, die Anfangstemperatur und die Heizrate.
Beitragszeit: 09. Mai 2023