高效能材料壽命

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🧱 Polymer Life Prediction (Arrhenius)

Estimates service life of high-performance engineering materials under real duty conditions via the Arrhenius thermal degradation model combined with stress factors.

📐 計算公式
L = Lr × exp[(Ea/R)·(1/Tr − 1/T)]（Arrhenius）
基於阿倫尼烏斯熱老化模型：高效能材料壽命 L 隨工作溫度 T 指數衰減，由活化能 Ea、參考溫度 Tr 與基準壽命 Lr 計算，用於高溫環境壽命預估。
💡 Arrhenius: L=Lr×exp[Ea/R×(1/T-1/Tr)]；應力因子: exp[-β×(σ/σmax)]；R=8.314 J/(mol·K)
⚠️ 注意事項
  • PEEK長期耐溫260℃，PI耐溫300℃以上，PTFE耐溫260℃
  • 活化能 Ea 越大，材料對溫度越敏感，高溫壽命下降越快
  • 應力因子中 β 通常取 3~10，反映應力加速老化程度
  • 本工具純前端執行，資料不會上傳到伺服器

🕘 最近計算

暫無計算記錄

📚 深度解析：高分子材料壽命預測（Arrhenius 溫度+應力因子）

💡 常見使用場景

方法
溫度因子=exp[Ea/R×(1/Tk−1/Trk)]（Ea 活化能 J/mol、R=8.314、Tk/Trk 為開爾文溫標的使用/參考溫度）；應力因子=exp[−5×載荷/最大應力]；estLife=參考壽命×溫度因子×應力因子；壽命等級：≥50000 優、≥10000 良、≥1000 中、否則差。
算例
t=200℃、載荷 50、Ea=120 kJ/mol、參考 150℃、參考壽命 100000h、σmax=200：溫度因子 0.0272、應力因子 0.2865、estLife≈779.3h（差，降解 7.79e2 %/h），溫度比 1.33、應力比 25%；200℃ 已超材料極限須換料。

❓ 常見問題（FAQ）

Arrhenius 溫度因子為什麼可能遠小於 1？
使用溫度高於參考溫度時 1/Tk<1/Trk，指數為負，溫度因子<1 表示壽命大幅縮短；本例 200℃ 比參考 150℃ 高 50℃，因子僅 0.027，壽命縮到約 1/37。
應力因子裡的 5 是什麼？
β=5 為應力敏感度經驗係數，載荷越接近最大應力 σmax，應力因子越小（壽命越短）；σ/σmax=25% 時因子≈0.287。

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📝工具簡介

高效能材料壽命計算器基於 Arrhenius 熱降解動力學模型與應力加速老化因子，輸入使用溫度、工作載荷與材料引數（活化能、參考溫度、基準壽命），估算 PEEK、PI、PPS、PTFE、碳纖維複合材料與工程陶瓷在工況下的使用壽命。

✨功能特點

🎯使用場景