Das Vorhandensein von Blasen in Silikonöl mit niedrigem{0}}Wasserstoffgehalt während der Verwendung ist ein häufiges, aber unvermeidbares Problem, insbesondere bei Weltraumanwendungen, bei denen Zuverlässigkeit von größter Bedeutung ist. Blasen können die Leistung erheblich beeinträchtigen und ihre Grundursache muss systematisch analysiert und vollständig beseitigt werden.
Die Gefahren von Blasen
Bei Raumfahrtanwendungen ist das Vorhandensein von Blasen fatal:
Beeinträchtigung der Schmierung und der mechanischen Leistung: An Schmierstellen können Blasen unregelmäßige Ölfilme verursachen, die zu „trockener Reibung“ und örtlicher Überhitzung, erhöhtem Verschleiß und sogar zum Festfressen beweglicher Teile führen.
Verringerung der Durchschlagsfestigkeit: Während Blasen selbst hervorragende Isolatoren sind, verringert ihr Vorhandensein die Gesamtdurchschlagsfestigkeit von Silikonöl erheblich, was möglicherweise zu örtlicher Entladung oder elektrischem Durchschlag führt und die elektronischen Systeme von Raumfahrzeugen gefährdet.
Veränderte physikalische Eigenschaften: Blasen können das Volumen und die Kompressibilität von Silikonöl erheblich verändern und so seine Genauigkeit und Stabilität als Dämpfungsflüssigkeit oder Druckübertragungsmedium beeinträchtigen.
Ein Teufelskreis in Vakuumumgebungen: Im Vakuum des Weltraums entweichen eingeschlossene Gase schnell, was nicht nur zu einer Massenverunreinigung führt, sondern möglicherweise auch zum Sieden und Versprühen des Silikonöls führt, was zu einem völligen Leistungsausfall führt.
Hauptursachen und Lösungen für die Blasenbildung
Der Schlüssel zur Lösung von Blasenproblemen liegt in „Vorbeugung zuerst, dann Beseitigung“.
1. Lufteintrag während des Betriebs (mechanischer Mitriss)
Ursache: Dies ist die häufigste Ursache. Durch kräftiges Mischen, Gießen, Füllen und insbesondere Pumpen kann leicht Luft mitgerissen werden, wodurch diese zerschert und sich in winzige Bläschen verteilt, die dann in das viskose Silikonöl eingemischt werden können.
Lösung:
Betriebsabläufe optimieren: Langsame, gleichmäßige Misch- und Füllmethoden anwenden. Vermeiden Sie das Gießen aus großen Höhen. Es wird empfohlen, mit einer Kanüle langsam entlang der Behälterwand zu injizieren.
Verwenden Sie spezielle Ausrüstung: Verwenden Sie Vakuumfüllgeräte. Evakuieren Sie während des Befüllvorgangs gleichzeitig den Ölvorratsbehälter und die zu befüllenden Komponenten (z. B. Getriebe und Dämpfer). Die Befüllung erfolgt unter Unterdruck, wodurch Lufteinschlüsse grundsätzlich vermieden werden.
Entwerfen Sie geeignete Strömungswege: Das Rohrleitungssystem sollte so gestaltet sein, dass es reibungslos fließt. Scharfe Biegungen und enge Bereiche sollten vermieden werden, um Turbulenzen zu minimieren.
2. Verfolgen Sie Feuchtigkeit und niedrigsiedende Verbindungen im Material oder Behälter
Ursache: Das Silikonöl selbst kann Spuren von Feuchtigkeit enthalten oder Feuchtigkeit kann an den Oberflächen von Behältern und Werkzeugen adsorbiert sein. Unter Vakuum- oder Hochtemperaturbedingungen verdampfen diese Feuchtigkeit und niedrigsiedende Verbindungen und bilden zahlreiche kleine Blasen.
Lösung:
Das Silikonöl vor-behandeln: Vor dem Gebrauch das Silikonöl absaugen-entgasen. Legen Sie das Silikonöl mehrere Stunden lang in einen Vakuumtrockenofen bei hoher Temperatur (z. B. 80–100 Grad, unterhalb seines Flammpunkts) und Hochvakuum, um gelöste und mitgerissene Spurengase, Feuchtigkeit und flüchtige Bestandteile vollständig zu entfernen.
Sorgen Sie für eine trockene Umgebung und Werkzeuge: Alle Behälter, Werkzeuge und Komponenten, die mit dem Silikonöl in Kontakt kommen, müssen gründlich in einem Ofen getrocknet werden, um adsorbiertes Wasser zu entfernen. Die Betriebsumgebung sollte eine niedrige Luftfeuchtigkeit aufweisen.
3. Erzeugung chemischer Reaktionsgase
Grund: Obwohl Silikonöl mit niedrigem -Wasserstoffgehalt chemisch stabil ist, kann die Si-H-Bindung unter extremen Bedingungen (wie hohen Temperaturen oder in Gegenwart von Metallverunreinigungen) mit Spuren von Wasser oder Sauerstoff reagieren und Wasserstoff erzeugen.
≡Si-H + H₂O → ≡Si-OH + H₂ ↑
≡Si-H + O₂ → ... → Gasbildung kann auftreten
Lösung:
Kontrollieren Sie die Reinheit des Rohmaterials strikt: Verwenden Sie hoch-reines Weltraum--Silikonöl.
Kontamination vermeiden: Sorgen Sie für eine saubere Arbeitsumgebung und verhindern Sie den Kontakt mit inkompatiblen Chemikalien (starke Säuren, starke Basen und bestimmte Katalysatoren). Halten Sie die Flüssigkeit während der Lagerung und Handhabung streng von Luft und Feuchtigkeit fern.
Wählen Sie geeignete Materialien: Vermeiden Sie die Verwendung von Metallen wie Kupfer und Zink, die Si-H-Bindungsreaktionen katalysieren könnten, als Kontaktteile oder Behälter.
Nachbearbeitung: Wenn sich bereits Blasen gebildet haben
Wenn im Silikonöl bereits Blasen vorhanden sind, darf es nicht direkt in Raumfahrtkomponenten verwendet werden. Nacharbeit ist notwendig:
Stehen: Größere Blasen können durch längeres Stehen langsam aufsteigen und platzen. Allerdings ist diese Methode bei kleineren Blasen ineffizient und ineffektiv.
