簡介
柔性石英毛細管的一個最重要的屬性就是超強的強度。在采用保護性耐磨涂層適宜處理并適當(dāng)操作的情況下，認為該材料可以極好的保持強度。之前已經(jīng)討論過初始抗拉強度和適當(dāng)操作的概念(1)。事先預(yù)期了石英玻璃隨時間的退化，并且以疲勞測試的形式展示了在相關(guān)的光纖行業(yè)中對石英玻璃的機械可靠性所開展的大量研究(2)。然而，對于毛細管抗拉強度長期老化所產(chǎn)生的影響，幾乎沒有任何可用數(shù)據(jù)。最近，對具有 20 年歷史的材料進行了測試。本文討論了與最近生產(chǎn)的材料相比，老化的毛細管的抗拉強度測試結(jié)果。
實驗
此次研究中的老化石英毛細管于 1988 年和 1989 年生產(chǎn)，存放于白色發(fā)泡聚苯乙烯卷軸中，輪轂直徑為 8 英寸。盡管實際存儲條件未受控制，本研究中所用的全部產(chǎn)品都存放在原裝的密封聚合物包裝中。僅考慮了在管材中對于外部環(huán)境采用氣密密封的樣品。最近生產(chǎn)的材料直接取自新生產(chǎn)的管材庫存，在評估開始前方解除密封?？估瓘姸葴y試在拉力試驗機上進行，型號為英斯特朗 3344 型 (Instron, Norwood, MA)。
老化樣品包含 3 種尺寸：0.10mm、0.32mm 和 0.53mm 內(nèi)徑毛細管 (Polymicro Technologies, Phoenix, AZ)。根據(jù)卷軸輪轂的直徑，在老化過程中所施加的應(yīng)力水平相應(yīng)為 17 kpsi、21 kpsi 和 32 kpsi。為對照樣品所使用的相應(yīng)尺寸的材料存放在相同的 8 英寸卷軸中，而老化期從未超過 4 周。
結(jié)果
抗拉強度測試的數(shù)據(jù)一般以威伯爾圖表的形式顯示(3)。 所有此類圖表的比較性顯示結(jié)果超出此次溝通的范圍。一種簡便但又可提供有效信息的比較方法是總結(jié)平均抗拉強度。按產(chǎn)品內(nèi)徑所測試的所有樣品的平均值顯示在表 1 中。對于比較來說，其中包含比較樣品的值。
從數(shù)據(jù)中可以明顯看出，在 20 年的老化后，抗拉強度發(fā)生退化。但是，材料仍然保持了良好的強度，平均值高于 100 kpsi 的典型證明測試值。數(shù)據(jù)顯示該毛細管可能仍可通過標準的證明測試方法，但是斷裂比率可能上升。在根據(jù)這些研究結(jié)果來計算并比較典型的 6 英寸或 8 英寸氣相骨架的毛細管的施加應(yīng)力水平時，從強度的視角來看，可以合理的推斷出該毛細管完全可以用于制造氣相層析管。
結(jié)論
聚酰亞胺涂層的石英毛細管是一種強度極高的材料。通過適當(dāng)?shù)牟僮骱痛娣?，大多?shù)產(chǎn)品都可實現(xiàn)極長的壽命。
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