1. ábra.A Shore D keménységmérés illusztrációja, amelyet merev cserepes anyagok felületi benyomódási ellenállásának leírására használnak.
Bevezetés
A Shore D keménység az egyik leggyakrabban hivatkozott paraméter a virágcserepek specifikációiban.
Ugyanakkor az isaz egyik leggyakrabban félreértett értékaz elektronikai tokozás tervezésében.
Sok tervezőcsapat intuitív módon a magasabb Shore D keménységet jobb védelemmel vagy nagyobb megbízhatósággal társítja.
Gyakorlatban,A keménység csak a felületi benyomódással szembeni ellenállást írja le, nem pedig az, hogy a kikeményedett anyag hogyan viselkedik termikus vagy mechanikai igénybevétel hatására.
Ez a cikk elmagyarázzaMit mér valójában a Shore D keménység, mit nem képvisel, és hogyan kell értelmezniük a mérnököknekcserepes anyagok értékelésénél.
Mi az a Shore D keménység?
A Shore D keménység egy szabványosított mérés, amely jelziaz anyag ellenállása a benyomódással szemben meghatározott erő hatására.
Általában arra alkalmazzákmerev műanyagok, hőre keményedő gyanták és kemény polimerek, ahol a puhább Shore A mérleg már nem megfelelő.
A Shore D keménység fő jellemzői a következők:
Shore D durométerrel mérve éles behúzással
Képviselifelületi ellenállás, nem ömlesztett deformáció
Hasznos az összehasonlításhozrelatív merevségkikeményedett anyagok között
Fontos pontosítás:
A Shore D keménység nem méri a rugalmasságot, a szívósságot vagy a feszültségelnyelő képességet.
2. ábra.A Shore A és Shore D keménységi skálák fogalmi összehasonlítása, bemutatva különböző alkalmazásukat lágy elasztomerekben és merev cserépben
anyagokat.
Miért használják gyakran a Shore D-t az epoxi cserépben?
Az epoxigyanta keverékek gyakran a Shore D tartományba esnek, mert kikeményednekerősen térhálósított, merev hálózatok.
Mérnöki szempontból a Shore D keménységet általában azért említik, mert:
- Jelziméretmerevség a kikeményedés után
- Segít leírniszerkezeti merevséga kapszulázó
- Lehetővé teszi a különböző merev gyantarendszerek alapvető összehasonlítását
Ennek eredményeként a Shore D kényelmes rövidítéssé vált a kikeményedett epoxi viselkedés leírására.
Viszont,a kényelmet nem szabad összetéveszteni a teljességgel.
Mit tesz a Shore D keménységNemMondd meg
Gyakori tervezési hiba, hogy a keménységet a megbízhatóság proxyjaként kezelik.
A valóságban a Shore D keménysége igennemjelezze:
- A térhálósodás során keletkező belső feszültség
- Stresszátvitel termikus ciklus során
- Képesség a CTE eltérések kezelésére
- Repedéssel vagy rétegvesztéssel szembeni ellenállás az idő múlásával
A magas Shore D érték csak azt igazolja, hogy az anyag ellenáll a benyomódásnak-nem írja le, hogyan alakul ki vagy halmozódik fel a feszültség egy tokozott szerelvényen belül.
Keménység kontra feszültségátvitel tokozásban
Az elektronikus szerelvények nagyon különböző hőtágulási együtthatóval (CTE) rendelkező anyagokból állnak, beleértve:
- PCB-k
- Kerámia alkatrészek
- Fém vezetők
- Polimer házak
Amikor ezeket a szerelvényeket bekapszulázzáknagy-keménységű, kis-deformációjú anyagok, a hőtágulás korlátozott.
Mérnöki következmény:
A termikus feszültség közvetlenül mechanikai feszültséggé alakul, amely az anyag-interfészekre és az alkatrészek végződéseire koncentrálódik.
3. ábra.Sematikus illusztráció, amely bemutatja, hogy a hőtágulási eltérések hogyan adhatják át a feszültséget a merev hordozóanyagokon keresztül az elektronikus alkatrészekre.
Ez a stressz nem feltétlenül látható azonnal, de később a következőképpen nyilvánulhat meg:
- Mikro-repedés
- Interfész elválasztás
- A megbízhatóság hosszú távú-csökkenése
Amikor Shore D keménységIsa jobb metrika
Korlátai ellenére a Shore D keménység továbbra is érvényes és hasznos paraméter, ha megfelelően alkalmazzák.
Különösen fontos azokban az alkalmazásokban, amelyek prioritást adnak:
- Szerkezeti merevség
- Alak megtartása
- Mechanikus rögzítés
- Minimális alkatrészmozgás
Ebben az összefüggésben a Shore D segít leírnimerevség, nem stresszkezelés.
Hogyan értelmezzék a mérnökök a Shore D-t a gyakorlatban?
Pontosabb megközelítés a Shore D keménység mintegy paraméter egy szélesebb tervezési kontextusban.
Javasolt értelmezés:
- Az összehasonlításhoz használja a Shore D-trelatív merevség
- Külön értékelje a hőtartományt, a geometriát és az anyagfelületeket
- Kerülje azt a feltételezést, hogy a nagyobb keménység automatikusan javítja a megbízhatóságot
A mérnöki megítélés többet számít, mint önmagában a numerikus keménység.
Gyakori tévhitek a Shore D keménységről
1. tévhit:A magasabb Shore D jobb védelmet jelent
→ A védelem az igénybevételtől függ, nem a felületi keménységtől.
2. tévhit:A D part előrejelzi a repedés kockázatát
→ A repedést a feszültség felhalmozódása okozza, nem a benyomódási ellenállás.
3. tévhit:Egy keménységi érték minden kivitelhez illeszkedik
→ Az optimális keménység a szerelési szerkezettől és az üzemi körülményektől függ.
Következtetés
A Shore D keménység hasznos leíró paraméter,{0}}de csak akkor, ha a korlátai világosan érthetők.
Az elektronikai ültetési alkalmazásokban,a keménység téves értelmezése a megbízhatóság mértékeként{0}}hosszú távú kockázatokat rejthet magábanamelyek az első ellenőrzés során nem láthatók.
A keménység megmagyarázza, mennyire keménynek érzi magát az anyag.
Nem magyarázza meg, hogyan marad fenn egy szerelvény.
Belső hivatkozás(Többszintű összekapcsolás)
A merevség, a belső feszültség és az anyagválasztás kölcsönhatása a tokozás tervezésében való kölcsönhatásáról a következőkben olvashat részletesebben:
→ Stressz kezelése nagy{0}}keménységű epoxigyantázás esetén (mérnöki tervezési szempontok)
