ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্টরে ক্রায়োজেনিক ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের ঝুঁকি
ডার্ক ম্যাটার পরীক্ষার জন্য লিকুইড জেনন (LXe) ডিটেক্টরগুলি -100 ডিগ্রি এবং 2 বারে কাজ করে৷ PFA হিটার রক্ষণাবেক্ষণের জন্য ঘরের তাপমাত্রায় তাপীয় সাইকেল চালানোর জন্য বেঁচে থাকতে হবে। কম-তাপমাত্রা ফ্লেক্সারাল মডুলাস কুলডাউন এবং উষ্ণতার সময় ফাটল প্রতিরোধের নির্ধারণ করে-। 5টি বিরল-ঘটনা পদার্থবিদ্যা সুবিধা থেকে পরিমাণগত বিশ্লেষণ দেখায় যে -100 ডিগ্রিতে 2000 MPa-এর নীচে নমনীয় মডুলাস সহ PFA ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ করে; 2500 MPa এর উপরে, ক্র্যাকিং ঘটে। 1.5 মিমি প্রাচীর পুরুত্ব 500 তাপচক্রের অনুমতি দেয়, যখন উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপের কারণে 50 চক্রের মধ্যে 3.0 মিমি ফাটল দেখা দেয়।
ফ্লেক্সুরাল মডুলাস এবং ভঙ্গুর ট্রানজিশন তাপমাত্রা
PFA -50 ডিগ্রি এবং -100 ডিগ্রির মধ্যে একটি নমনীয়-থেকে-ভঙ্গুর পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়। ফ্লেক্সুরাল মডুলাস পরিবর্তনের নিচে নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। -100 ডিগ্রীতে ASTM D790 প্রতি পরীক্ষা:
| পিএফএ গ্রেড | ফ্লেক্সারাল মডুলাস -100 ডিগ্রি (MPa) | প্রসার্য প্রসারণ -100 ডিগ্রি (%) | ফ্র্যাকচার মোড | Izod প্রভাব -100 ডিগ্রী (J/m) |
|---|---|---|---|---|
| স্ট্যান্ডার্ড (45% স্ফটিক) | 2800 | 8 | ভঙ্গুর | 25 |
| উচ্চ আণবিক ওজন (48%) | 2500 | 12 | আধা-ভঙ্গুর | 45 |
| কম স্ফটিকতা (40%, নিভে যাওয়া) | 1800 | 25 | নমনীয় | 85 |
| পরিবর্তিত কপোলিমার (35% স্ফটিক) | 1500 | 35 | নমনীয় | 120 |
তাপীয় চক্র স্ট্রেস গণনা
20 ডিগ্রি থেকে -100 ডিগ্রি (ΔT=120 ডিগ্রি ), তাপীয় সংকোচনের চাপ=E × × ΔT পর্যন্ত কুলডাউনের সময়। স্ট্যান্ডার্ড PFA-এর জন্য, E=2800 MPa,=60 ppm/ ডিগ্রি, স্ট্রেস=2800 × 60e-6 × 120=20.2 MPa। -100 ডিগ্রীতে PFA প্রসার্য শক্তি 25 MPa, সর্বনিম্ন মার্জিন প্রদান করে। কম-স্ফটিকতার জন্য PFA (E=1800 MPa), স্ট্রেস=13.0 MPa, 2x নিরাপত্তা মার্জিন প্রদান করে।
প্রাচীর বেধ এবং চাপ ঘনত্ব
বৃহত্তর তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টের কারণে তাপ সাইক্লিংয়ের সময় ঘন দেয়াল বাঁকানো চাপ বাড়ায়:
| প্রাচীর বেধ | প্রাচীর জুড়ে টেম্প গ্রেডিয়েন্ট | নমন চাপ (MPa) | চক্র ক্র্যাক | ক্র্যাক প্রচারের হার |
|---|---|---|---|---|
| 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 তরল সামঞ্জস্য
তরল জেনন রাসায়নিকভাবে PFA আক্রমণ করে না, কিন্তু PFA (60 পিপিএম/ডিগ্রী) এবং ধাতব কোর (13 পিপিএম/ডিগ্রি) এর মধ্যে তাপীয় সংকোচনের অমিল ইন্টারফেসিয়াল স্ট্রেস তৈরি করে। 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 দ্রবীভূত হওয়া থেকে দ্রুত নির্গমন প্রয়োজন। স্ট্যান্ডার্ড পিএফএ 10 ডিগ্রী / মিনিটে ঠান্ডা হলে 45-50% স্ফটিকতা অর্জন করে। জল quenching অর্জন 35-40%. LXe ডিটেক্টরের জন্য, DSC দ্বারা 40% এর নিচে স্ফটিকতার সাথে নিভে যাওয়া PFA উল্লেখ করুন।
স্পেসিফিকেশন 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. Require ASTM D790 certification at -100°C and Izod impact >80 জে/মি ডিটেক্টরের জন্য 1000+ চক্রের প্রয়োজন, ইলাস্টোমার-পরিবর্তিত PFA (30% স্ফটিকতা) 1.5 মিমি দেয়ালের সাথে নির্দিষ্ট করুন। মাল্টি-মিলিয়ন ডলার ডিটেক্টরে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ করে কম-স্ফটিকতা পিএফএ (25-মানকের চেয়ে 40%) জন্য প্রিমিয়াম ন্যায়সঙ্গত।
