Ved 300 grader Celsius overfører en varmeplate en stor del av energien ikke ved direkte kontakt, men ved usynlig, glødende infrarød stråling. Effektiviteten til denne strålingsvarmeoverføringen styres av en enkelt overflateegenskap: dens emissivitet. En naken, oksidert ståloverflate og en PTFE-belagt overflate ser begge veldig forskjellige ut for øyet, men for en infrarød bølge er de overraskende like. Den kritiske forskjellen mellom dem er ikke hvor godt de stråler ut varme, men hva som skjer når en del berører dem.
Strålingsvarmeoverføring og overflateemissivitet
Ytelsen til en varmeplate ved strålingsvarmeoverføring bestemmes i stor grad av overflateemissiviteten. Oksidert stål, med sin mørke, matte overflate, har en meget høy emissivitet, typisk i området 0,8 til 0,9. Dette gjør den til en utmerket radiator som effektivt sender termisk energi ut i omgivelsene. Overraskende nok viser et PTFE-belegg-til tross for sitt hvite eller gjennomskinnelige utseende-også en tilsvarende høy emissivitet, ofte rundt 0,9 i det infrarøde spekteret.
For det infrarøde øyet har den hvite plasten og det sorte stålet den samme varme, glødende fargen. Fra et rent strålingsperspektiv fungerer begge overflatene nesten identisk ved 300 grader, noe som betyr at den termiske effektiviteten til platen ikke kompromitteres av et PTFE-lag.
Mekaniske og overflateinteraksjonsforskjeller
Mens emissivitet styrer strålingsvarmeoverføring, styrer overflatemekanikk delfrigjøring og prosesspålitelighet. Det mikroskopisk grove oksidlaget på stål kan låse seg med varme polymerdeler, noe som kan føre til at det fester seg, rister eller rives under fjerning. PTFE, med sin ultra-lave overflateenergi og glatte, kjemisk inerte belegg, gir et perfekt -non-stick-grensesnitt. Dette gjør at deler kan fjernes rent, uten skader, deformasjoner eller gjenværende vedheft.
Kombinasjonen av høy emissivitet og utgivelsesytelse gjør PTFE-belagte plater spesielt fordelaktige i prosesser der delens integritet er kritisk.
Måling av emissivitet
Emissiviteten til en overflate er et dimensjonsløst tall mellom 0 og 1 og kan måles med et dedikert emissometer. Både oksidert stål og PTFE-overflater ved 300 grader vil registrere nær 0,9, noe som bekrefter deres lignende strålingsytelse. For prosessingeniører handler derfor valget mellom disse materialene mindre om varmeoverføring og mer om mekanisk og kjemisk interaksjon med arbeidsstykket.
Konklusjon
Ved høy temperatur er oksidert stål og et PTFE-belegg like effektive termiske radiatorer. PTFE-belegget gir imidlertid den essensielle, ekstra superkraften til uanstrengt frigjøring av deler. Ved å kombinere termisk effektivitet med non-klebende ytelse, sikrer en PTFE-belagt plate at varme leveres jevnt og deler fjernes rent, og beskytter både produkt og prosessutstyr.
Den beste plateoverflaten er den som sender varmen ut og lar delen gå.
