Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Hassas Elektronik Bileşenleri için Antistatik ve Davranışlı Plastiklerde Yenilikler
Table of Contents
Büyülü Elektronikte Statik Kontrol İçin Gerekli
Modern elektronik bileşenlerin küçültücü geometrileri onları elektrostatik deşarja giderek daha savunmasız hale getirdiler (ESD) Bir insan için kabul edilemez olan statik şok, yarı iletken bir kavim veya bozuk bir veriyi kolayca yok edebilir. Aynı zamanda, elektromanyetik müdahale (EMI) yakın devrelerden ve kablosuz cihazlardan gelen son gelişmeler, bugün ve ışık ağırlığı talep eden mekanik esneklik ve ışık ağırlığıyla dengeleyici ve hafif ağırlıkları gidermek için, üreticilere güvenirler.
Antistatik ve Davranışlı Plastikler Nasıl Çalışıyor
Statik Dissipasyon ve Davranışın Mekanikleri
Antistatik plastikler, yüzeyde yavaş yavaş göç etme veya malzemenin hacmi aracılığıyla statik şarj miktarını sınırlandırır. Bu, yüzey direnci 10)6)[D[Düzücü plastikler için eklenme mekanizmasına sahip olur. 10[Düzücükler)
Bununla birlikte, polianiline, PEDOT:PSS ve poli pirrole, iletkenlik, konjugated back Bone yapısından ortaya çıkar, bu malzemeler, partikülleri gerektiren doğal iletkenlik avantajı sunar, ancak çoğu zaman süreçlenebilirliği ve uzun vadeli stabilite ile karşılaşırlar.
Malzeme Sınıfları
Kombine dayalı sistemler, ek tip ve yükleme seviyesi ile kategorize edilir. Düşük karbon siyahı (2-10% ağırlık) antistatik notlar üretirken, daha yüksek yüklemeler (15-25%) EMI kalkanı için uygun geçici bileşikler. Metal fiberler ve kaplama katkı maddeleri, daha düşük hacimlerde yüksek iletkenliği elde edebilir, temel reçineyi korur ve #8217; mekanik özellikler. ICPs, şeffaf iletken kaplamalar, anti-kserbest tabakalar ve esnek elektronikler için uygundur.
Key Materials Sürüş Innovation
Karbon bazlı
Karbon siyahı, düşük maliyet ve kanıtlanmış güvenilirlik nedeniyle en yaygın kullanılan iletken dolguyu kalır. Son yenilikler karbon siyahlarına yüksek oranda odaklanır ve% 0,5'lik yüklemede percolasyon elde eden yüksek yüzey alanı gösterir.Bu, sıvı akış ve etki gücü üzerindeki etkisini azaltır. Karbon nanotüpler (CNTs) karbonatın siyahına göre daha yüksek bir miktar sunar.
Graphene, her iki pristin ve düşük boyutlu formlarda, 100 S /cm'in üzerinde daha yüksek bir yön ve intrinsic elektron hareketliliğini sağlar.Dörtücük nanotüplüler, elektrik performansına ek olarak mekanik takviye eder ve situ polimerizasyonda artışlar sağlar.
Metal-Based Fillers
Paslanmaz çelik fiberler (4-8 mm uzunluğunda) genellikle enjeksiyon öncesi konutlarda bilgisayar ve tıbbi cihazlar için kullanılır, 30-1000 MHz aralığında mükemmel koruyucu etkinliği sağlar. **Döneticileri sunar ve koruyucu kaplamalar gerekir.[Döneticileri / camları)
Hybrid and Multicomponent Systems
Tek bir dolum, iletkenlik, işlemlenebilirlik, maliyet ve mekanik performans. Örneğin, karbon nanotüpleri metal fiberlerle donatabilir ve makine öğrenimine yönelik yaklaşımlar, daha büyük dolgu parçacıkları arasındaki köprü boşlukları azaltabilir, percolasyon için gerekli olan genel yüklemeyi azaltır.Bu multikomponent formülasyonlar iyi performanslar ve tasarım-oluşturucular ile tasarım-oluşturulur.
Gelişmiş Üretim Teknikleri
Bileşik ve Banyo Teknolojisi
Nanoscale dolgularının tek dağılımı, taşıyıcı reçineye uygun olarak en önemli faktördür, betonlu betonlar ile donatılmış yüksek performanslı betonlar ve grafik nanotüpler veya CNTs. son masterbatch gelişmeler dahil ve#8220; uzun süreli betonlar ve yüksek çözünürlük için betonlar için betonlar ve yüksek çözünürlükte yüksek yükleri sağlamak için çelikler ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.
Enjeksiyon ve Enjeksiyon
Davranışlı plastiklerin enjeksiyonu, ısının dikkatli kontrolü, enjeksiyon hızı ve enjeksiyon ağının korunması için kalıp tasarımı gerektirir. Enjeksiyon sırasında yüksek hear geçici olarak fiberleri hizalayabilir, iletken olmayan bir cilde geçiş yapmak için yönsüz modeller içerir.Düzücük performansı tahmin etmek için genellikle çarşaflar, film ve tüp ürünleri, örneğin ESD-güvenli dunage tepsileri veya antistatik küvetli sıvı işleme için kullanılan birleştirici cilt katmanı ile bağlantı kurun.
Gelişen Yöntemler: 3D Baskı ve Lazer Sintering
Ek olarak üretim, standart plastikler için yeni tasarım özgürlüğü açar.SLS (SLS) CNT- veya grafikte tamamlanmamış filamentler kullanılarak, Fraunhofer Enstitüsündeki özel ESD-güvenli demirler ve prototip konutlar üretimine olanak sağlar.
Eleştirel Uygulamaları Across Industries
Elektronik Üretim ve Assembly
ESD-güvenli iş istasyonları, depolama binleri, tepsileri ve taşıyıcılar neredeyse evrensel olarak karbon yüklenmiş plastiklerden yapılır. Malzeme, nemlendirme veya maruz kalmadan sonra bile, nemlendirmek için metali değiştirir.
Tıbbi Cihazlar ve Temiz Odalar
Tıbbi elektronikte, hassas sensörler ve mikroişlemci kontrollü pompalar müdahale etmeden, motorlardan EMI'ye karşı kalkan, kablosuz vericilere ve güç hatlarına karşı kalkan geçici plastikler kullanılmalıdır. Antistatik malzemeler, hastaya dokunan konut bileşenleri için kullanılır, statik deşarjları engellemeye engel olur, zeminler, duvar panelleri ve mobilyalar personel ve ekipmanlardan kesintiye uğratılır.
Havacılık ve Uzay Elektronik
Uçak ve modern araçlar, eşdeğer kalkanlar teslim olurken, uzun karbon fiberleri ile genellikle daha fazla güçlendirilmiş olan plastik depolamalar ve yüksek sıcaklıklara ve vibrasyona karşı korunmaları gereken plastik depolamalar içerir.
Tüketici Elektronik ve IoT Cihazları
Akıllı telefonlar, giyilebilirler ve akıllı ev sensörleri, ultra-thin iletken filmlerin ve enjeksiyon-yapay fiberlerle birleştiren anten bileşenlerinin geliştirilmesini talep ediyor.
Son Yenilikler ve Ayrılmalar
Nanocomposites with Superior Performance
Grafik nanotüplü (GNP) kompozitler şimdi yüksek mekanik sertliği olan 100 S/cm'i aşan miktarlar elde ediyor, polimer-konaktörleri kullanarak gelişmiş dağıtım teknikleri sayesinde, CNT-gret karbon zincirleri ile ilgili olarak CNT-grezervatiflerin %4'ü içeren bir poliamid-12 nanokompozitif, yüksek mekanik sertliği sağlayamadı.
Biyo-tafik ve Sürdürülebilir Plastikler
Çevre düzenlemeleri sıkılaştığı için, üreticiler polilactic asit (PLA), polihidrojenler (PHA), ve ligin bazlı reçineler için 3D baskı için filamentler şimdi ticari olarak kullanılabilir, ancak elektrik performansı gecikmeleri petrokimyasal asit (PLA), polihidrojeni ve biyoköpücüler (PHA), ve hidroksitler tarafından üretilen dBFLT:0][[D)[D)[D FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT
Akıllı ve Kendi kendini Etkili Malzemeler
Bir futuristik sınır, kendi elektrik durumunu veya zarar vermeden sonra iyileşmelerini sağlayabilecek plastiklerin gelişimidir. Mikrocapsules, polimerde iletken veya şifalı ajanlar içeren iletkenler hala laboratuvarda tutulabilir, ancak yüksek yoğunluklu inkabilite uygulamaları için, alternatif olarak, polimerdeki dinamik kovalent bağlar geri döndürür, kanıtlanan matrixin tekrarlanmasına izin verir, poliimine bazlı kompozitler olarak gösterilebilir.
Yüksek performanslı EMI Shielding Solutions
EMI 60 dB'nin üzerindeki etkinliği korumak (% 99.9999 oranında dayanıklılık) askeri, tıbbi görüntüleme ve yüksek hızlı hesaplama ekipmanları için gereklidir.Bu sayede üreticiler, 260°C satışlı paketlemeler ile metal matrisleri kullanıyor veya çok katmanlı yapılar uyguluyorlar.
Meydanlar ve düşünceler
Hızlı ilerlemeye rağmen, birkaç engel kalır. Tek duvarlı karbon nanotüpleri gibi nano dolumların maliyeti, karbon siyahı, yüksek değerli uygulamalarla sınırlı olarak kabul edilebilir, çünkü bunu hafifletebilir, ancak on-ofometreler arasındaki ticari-off, tasarım zorluğu gerektirir.
İşleme istikrarı başka bir endişedir: Sağlam ağ aşırı oar veya kalıp sırasında ısıtılmış parçalar veya karmaşık geometriler için test yöntemleri hala gelişmektedir.Depresyon D257 (volume direnç) ve IEC 61340-2-3 (ücretli) gibi standartlar, işlem sırasındaki solunum sistemleri ve tedarik eden yüksek çözünürlüklerle cevap verir.
Future Outlook ve Gelişen Trendler
Esnek ve Giyilebilir Elektronik
Bir sonraki giyilebilir sağlık monitörleri ve esnek ekranlar iletkenliği kaybetmeden genişletilebilecek ve bükmek zorunda kalacak şekilde yapılır. Sıvı metal dolumları (eutectic galium-indium) veya kırışıklıklı grafikler artık elastomerik matrikslere entegre edilir.Bu malzemeler, 10.000 S /cm'in üzerinde% 10'u aşan davranışların üzerinde işlemlerini sürdürebilir.
3D Baslı Elektronikteki Gelişmeler
Ek olarak üretim, yapısal bileşenler ve devre tahtaları arasındaki hattı bulanıklaştırmaya devam edecektir. Multi-mal 3D yazıcılar tek bir inşaat sürecinde, gömülü antenler, koruyucu muhafazalar ve hatta işlevsel kablolamalar oluşturmak için, doğrudan ink yazma için bir market değerine ulaşırlar (DIW) yumuşak robotlar ve uygun elektronikler sağlar.
Düzenleme ve Çevre Sürücüleri
Elektronik atıklar (WEEE, BTC) ve yarı iletken alev gecikmeleri ile ilgili kısıtlamalar, dinamik polimer ağlarda liderlik etmek için malzemelere itilir ve yeniden kullanılabilir plastikler için uygulanabilir. Avrupa Komisyonu ’ Genel ekonomi Eylem Planı, yüksek çözünürlükte yeniden talep edilebilir bir şekilde yeniden talep edilebilir.Releculon[değiştir | kaynağı değiştirilebilen) eklenmiş bileşikler için eklenmiş ve geçici olarak geri alınabilir.
Yol İlerisi
Antistatik ve iletken plastiklerdeki yenilikler, ağırlıkta geleneksel metal bazlı çözümler sunan hızlı bir hızda ilerliyor ve verimlilik talep ediyor. Üretim teknikleri olgun ve çevresel düşünceler merkezi hale gelir, bu malzemeler, enerji modern yaşamın korunmasında daha büyük bir rol oynayacaktır. mühendisler ve tasarımcılar için, genişleyen ürünler, daha önce montaj fırsatlarının basitleştirilmesi, geliştirme ve üretim tekniklerinin oluşturulması ve metalik faktörlerle birlikte üretim tekniklerinin oluşturulması gibi.