Yüksək performanslı elektronika üçün nano-keçirici yapışdırıcılar

Ultrasəs disperserləri yüksək performanslı elektronika və nanoelektronika üçün yüksək performanslı yapışdırıcıların istehsalında etibarlı qarışdırma və üyütmə üsulu kimi istifadə olunur. Yüksək performanslı elektronikanın istehsalında nano-keçirici yapışdırıcılar kimi yapışdırıcılara böyük tələbat var. Belə yüksək performanslı yapışdırıcılar, məsələn, alternativ birləşdiricilər kimi istifadə olunur və qalay/qurğuşun lehimini əvəz edə bilər.

Yüksək performanslı elektronika üçün yüksək performanslı yapışdırıcılar

Yüksək performanslı elektronikanın istehsalı üçün metallara yüksək yapışma qabiliyyətinə və istiliyin ayrılması və izolyasiya üçün istilik keçiriciliyinə malik yapışdırıcılar tələb olunur. Elektrik keçiriciliyi və ya izolyasiya, istilik keçiriciliyi, dartılma möhkəmliyi, Yunq modulu və elastiklik kimi arzu olunan funksional xassələri əldə etmək üçün gümüş, nikel, qrafen, qrafen oksidi və karbon nanoboruları (CNTs) kimi nanohissəciklər tez-tez epoksi qatranlarına və polimerlərə daxil edilir. Yüksək performanslı elektronika üçün hazırlanmış yüksək performanslı yapışdırıcılarda elektrik keçiriciliyini təmin etmək üçün metal dolduruculardan (gümüş, qızıl, nikel və ya mis nanohissəcikləri kimi) istifadə olunur. Bu materialların qeyri-adi xassələrini üzə çıxarmaq üçün onların ölçüsü nanomiqyasa qədər azaldılmalıdır. Nanohissəciklərin ölçüsünün azaldılması və dispersiyası çətin məsələ olduğundan, güclü üyütmə və dispersiya texnologiyası uğurlu yapışdırıcı formulalarının əsasını təşkil edir.

Ultrasəs dispersiyası üçün

Elektrik keçirici yapışdırıcılar (ECA)
– İzotrop keçirici yapışdırıcılar (ICA)
– Anizotrop keçirici yapışdırıcılar (ACA)
Keçirici olmayan / elektrik izolyasiyaedici yapışdırıcılar

Ultrasəs dispersiyası nanohissəciklərin dolaşıqlarının açılması və deaqlomerasiyası üçün yüksək səmərəli texnologiyadır. Buna görə də Hielscher Ultrasonics ultrasəs cihazları sənayedə daha böyük miqyaslı nanodispersiyaların və nanostrukturlu suspenziyaların istehsalı üçün geniş istifadə olunur.

Ultrasəs disperserlərinin sənaye qurğusu (2x UIP1000hdT) nanohissəciklərin və nanoboruların fasiləsiz axın xətti rejimində emalı üçün.

Videoda ultrasəs homogenizatoru (UP400St, Hielscher Ultrasonics) ilə qrafitin 250mL epoksid qatranında (Toolcraft L) ultrasəslə qarışdırılması və dispersləşdirilməsi göstərilir. Hielscher Ultrasonics laboratoriyada və ya böyük həcmli istehsal proseslərində qrafit, qrafen, karbon nanoboruları, nanotellər və ya doldurucuları dispersləşdirmək üçün avadanlıq istehsal edir. Tipik tətbiqlərə funksionallaşdırma prosesi zamanı nanomaterialların və mikromaterialların dispersləşdirilməsi və ya onların qatranlarda və polimerlərdə dispersləşdirilməsi daxildir.

Ultrasəs dispersiyası ənənəvi qarışdırma və üyütmə üsulları ilə müqayisədə müxtəlif üstünlüklər verir. Etibarlılığı və effektivliyi sayəsində ultrasəslə emal nanomaterialların emalında öz yerini tutmuşdur və nanohissəciklərin sintez olunduğu və/və ya mayelərə daxil edildiyi istənilən sənaye sahəsində tətbiq olunur. Buna görə də ultrasəslə emal nanohissəciklər, nanotellər və ya karbon nanoboruları və qrafen monotəbəqələri (nanotəbəqələr) kimi nanodoldurucular ehtiva edən nano-keçirici yapışdırıcıların istehsalı üçün ideal üsuldur.
ECAs: Əsas nümunələrdən biri polimer matrisdən və elektrik keçirici dolduruculardan ibarət kompozitlər olan elektrik keçirici yapışdırıcıların (ECAs) hazırlanmasıdır. Elektronika tətbiqləri üçün yüksək performanslı yapışdırıcı hazırlamaq məqsədilə polimer qatran (məsələn, epoksi, silikon, poliimid) yapışma, mexaniki möhkəmlik və zərbə möhkəmliyi kimi fiziki və mexaniki funksiyaları təmin etməli, metal doldurucu isə (məsələn, nanogümüş, nanoqızıl, nanonikel və ya nanomis) üstün elektrik keçiriciliyi yaratmalıdır. İzolyasiya xassələrinə malik yapışdırıcılar üçün yapışdırıcı kompozitə mineral əsaslı doldurucular daxil edilir.

Ultrasəs dispersiyası çox dar hissəcik ölçüsü paylanması ilə nəticələnir.

Ultrasəslə emaldan əvvəl və sonra: yaşıl əyri ultrasəslə emaldan əvvəlki hissəcik ölçüsünü, qırmızı əyri isə ultrasəslə dispersləşdirilmiş silisium dioksidinin hissəcik ölçüsü paylanmasını göstərir.

Nanomaterialların özlü yapışdırıcılara ultrasəslə dispersləşdirilməsi

Hissəcik aqlomeratlarının, aqreqatlarının və hətta ilkin hissəciklərin ölçüsünü etibarlı şəkildə azaltmaq lazım gəldikdə ultrasəs homogenizatorları çox effektivdir. Ultrasəs qarışdırıcılarının üstünlüyü prosesin nəticəsi olaraq mikron və ya nanoölçülü hissəciklərin əldə edilməsindən asılı olmayaraq, hissəcikləri daha kiçik və daha bərabər ölçülərə qədər üyütmək qabiliyyətidir. Pərli və ya rotor-stator qarışdırıcıları, yüksək təzyiqli homogenizatorlar, kürəcikli dəyirmanlar və s. kimi digər texnologiyalar bərabər kiçik ölçülü nanohissəciklər istehsal edə bilməmə, üyütmə mühiti ilə çirklənmə, ucluqların tıxanması və yüksək enerji sərfiyyatı kimi çatışmazlıqlar göstərdiyi halda, ultrasəs disperserləri akustik kavitasiya prinsipi ilə işləyir. Ultrasəsin yaratdığı kavitasiyanın yüksək effektivliyə və enerji səmərəliliyinə malik olduğu, hətta nanohissəciklərlə yüklənmiş pastalar kimi yüksək özlü materialları dispersləşdirə bildiyi göstərilmişdir.

Ultrasəs dispersiyası nanohissəciklərin dispersləşdirilməsi və deaqlomerasiyasında yüksək səmərəliliyə malikdir.

PLGA nanohissəcikləri. (A): Polimer konsentrasiyası/ ultrasəslə emal gücü 2%/ 32W, 5%/ 32W və 2%/ 25W% olduqda hazırlanmış hissəciklərin ölçü paylanması; qalma müddəti = 14 s. (B),(C): Müvafiq olaraq 2 və 5% polimer məhlullarından hazırlanmış hissəciklərin SEM şəkilləri. Qalma müddəti = 14s; ultrasəslə emal gücü = 32W. Miqyas xətləri 1 mikronu göstərir.
(Tədqiqat və şəkillər: © Freitas et al., 2006)

UP200St ultrasəs cihazı ilə texniki karbonun ultrasəslə dispersləşdirilməsi

Ultrasəs dispersiyası necə işləyir?

Kavitasiya nəticəsində yaranan kəsilmə qüvvələri və maye axınları hissəcikləri sürətləndirərək onların bir-biri ilə toqquşmasına səbəb olur. Bu, hissəciklərarası toqquşma adlanır. Hissəciklərin özləri üyütmə mühiti kimi fəaliyyət göstərir; bu isə üyüdücü kürəciklərlə çirklənmənin və ənənəvi kürəcikli dəyirmanlardan istifadə zamanı lazım olan sonrakı ayırma prosesinin qarşısını alır. Hissəciklər 280m/sec-ə qədər çox yüksək sürətlərdə hissəciklərarası toqquşma nəticəsində parçalandığından, onlara qeyri-adi dərəcədə yüksək qüvvələr təsir edir və buna görə də onlar çox kiçik fraqmentlərə bölünür. Sürtünmə və eroziya bu hissəcik fraqmentlərinə cilalanmış səth və bərabər forma verir. Kəsilmə qüvvələri ilə hissəciklərarası toqquşmanın birləşməsi ultrasəs homogenləşdirməsinə və dispersiyasına yüksək dərəcədə homogen kolloid suspenziyalar və dispersiyalar əldə etmək üstünlüyü verir!
Ultrasəsin yaratdığı güclü kəsilmə qüvvələrinin digər faydası kəsilmə təsiri ilə özlülüyün azalmasıdır. Məsələn, oksidləşdirilmiş CNTs ilə doldurulmuş, ultrasəslə hazırlanmış epoksi qatranları kəsilmə təsiri ilə özlülüyün azalması davranışı göstərir. Bu təsir mayenin özlülüyünü müvəqqəti olaraq azaltdığından, özlü kompozitlərin emalı asanlaşır.

Qrafenin suda ultrasəslə təbəqələndirilməsi

3-mm sonotrodu olan 200W gücündə UP200S ultrasəs cihazından istifadə etməklə suda qrafit pulcuğunun sonomexaniki təbəqələnməsini göstərən yüksək sürətli kadr ardıcıllığı (a-dan f-ə qədər). Oxlar kavitasiya qabarcıqlarının yarığa nüfuz etdiyi parçalanma (təbəqələnmə) yerini göstərir.
(Tədqiqat və şəkillər:© Tyurnina et al. 2020)

UIP1000hdT – Nanokompozitlərin, məsələn, yüksək performanslı yapışdırıcılar üçün hazırlanmasına xidmət edən masaüstü ultrasəs qurğusu.

Bu videoda qazla yuyula bilən şkafda axın rejimində işləyən 2 kilovatt gücündə ultrasəs sistemini göstəririk. Hielscher kimya sənayesi, əczaçılıq, kosmetika, neft-kimya prosesləri, eləcə də həlledici əsaslı ekstraksiya prosesləri daxil olmaqla demək olar ki, bütün sənaye sahələrinə ultrasəs avadanlığı təchiz edir. Qazla yuyula bilən bu paslanmayan polad şkaf təhlükəli zonalarda işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu məqsədlə müştəri alışan qazların və ya buxarların şkafa daxil olmasının qarşısını almaq üçün hermetik şkafı azot və ya təmiz hava ilə yuya bilər.

Ultrasəslə nanodispersləşdirmə və üyütmənin üstünlükləri

effektiv nanoemal: səmərəli və vaxta qənaət edən
konkret məhsul formulalarına uyğunlaşdırıla bilən
bərabər emal
dəqiq idarə edilə bilən proses şəraiti
təkrarlana bilən nəticələr
xərc səmərəliliyi
təhlükəsiz istismar
sadə quraşdırma, az texniki xidmət
istənilən həcmə qədər xətti miqyaslandırma
ekoloji cəhətdən əlverişli

Güclü kəsilmə təsirli ultrasəs qarışdırması və dispersiyası nanodoldurucuların polimer matrislərə daxil edilməsi üçün, məsələn, yüksək performanslı yapışdırıcıların istehsalında istifadə olunur

Bərkidicidə dispersləşdirilmiş müxtəlif nanodoldurucuların müqayisəsi (ultrasəslə emal – US): (a) 0,5 wt% karbon nanolifi (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxi; (c) 0,5 wt% karbon nanoborusu (CNT); (d) 0,5 wt% qismən dispersləşdirilmiş CNT.
(Tədqiqat və şəkil: © Zanghellini et al., 2021)

Yüksək performanslı yapışdırıcıların hazırlanması üçün yüksək güclü ultrasəs cihazları

Hielscher Ultrasonics mayelərin və şlamların emalı üçün yüksək performanslı ultrasəs avadanlıqları sahəsində mütəxəssisdir. Ultrasəs disperserləri yüksək doldurucu tərkibli qatranlar kimi yüksək özlü materialları emal etməyə imkan verir və nanomaterialların kompozitlər daxilində bərabər paylanmasını təmin edir.
Amplituda, verilən enerji, temperatur, təzyiq və vaxt kimi ultrasəs proses parametrlərinin dəqiq idarə edilməsi yapışdırıcıların nanometr diapazonunda tələbə uyğun hazırlanmasına imkan verir.
Formulanız nanoborular, sellüloza nanokristalları (CNCs), nanoliflər və ya nanometallar kimi üzvi və ya qeyri-üzvi nanodoldurucuların dispersləşdirilməsini tələb edirsə, Hielscher Ultrasonics yapışdırıcı formulanız üçün ideal ultrasəs qurğusuna malikdir.
Hielscher Ultrasonics şirkətinin sənaye ultrasəs prosessorları çox yüksək amplitudalar təmin edə bilir və hətta çox yüksək özlülük şəraitində nanomaterialları deaqlomerasiya və dispersləşdirmək qabiliyyətinə malikdir. 200µm-ə qədər amplitudalarla 24/7 rejimində fasiləsiz işləmək asanlıqla mümkündür.
Hielscher ultrasəs cihazları keyfiyyəti, etibarlılığı və möhkəmliyi ilə tanınır. Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatlı şirkətdir və ən müasir texnologiyaya və istifadə rahatlığına malik yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə, Hielscher ultrasəs cihazları CE tələblərinə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərini ödəyir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal imkanları barədə məlumat verir:

Partiyanın həcmi	Axın sürəti	Tövsiyə olunan cihazlar
1–500mL	10–200mL/min	UP100H
10–2000mL	20–400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20L	0,2–4L/min	UIP2000hdT
10–100L	2–10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10–100L/min	UIP16000
n.a.	daha yüksək	cihazlar qrupu: UIP16000

Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!

Güclü kəsilmə təsirli ultrasəs homogenizatorları laboratoriya, masaüstü, pilot və sənaye emalında istifadə olunur.

Hielscher Ultrasonics laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiyalaşdırma və ekstraksiya üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.

Əlaqəli mövzular

Ədəbiyyat / İstinadlar

Zanghellini, B.; Knaack,P.; Schörpf, S.; Semlitsch, K.-H.; Lichtenegger, H.C.; Praher, B.; Omastova, M.; Rennhofer, H. (2021): Solvent-Free Ultrasonic Dispersion of Nanofillers in Epoxy Matrix. Polymers 2021, 13, 308.
Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
Aradhana, Ruchi; Mohanty, Smita; Nayak, Sanjay (2019): High performance electrically conductive epoxy/reduced graphene oxide adhesives for electronics packaging applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 30(4), 2019.
A. Montazeri, M. Chitsazzadeh (2014): Effect of sonication parameters on the mechanical properties of multi-walled carbon nanotube/epoxy composites. Materials & Design Vol. 56, 2014. 500-508.

Yüksək performanslı ultrasəs texnologiyası! Hielscher şirkətinin məhsul çeşidi kompakt laboratoriya ultrasəs cihazından masaüstü qurğulara və tam sənaye ultrasəs sistemlərinə qədər bütün spektri əhatə edir.

Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorlarını laboratoriya miqyasından sənaye miqyasına qədər istehsal edir.