تولید اولتراسونیک جوهرهای رسانا در مقیاس بزرگ
- نانوذرات پراکنده یکنواخت مانند نقره، گرافن یا CNT با اندازه ذرات دقیق برای تولید جوهرهای بسیار رسانا بسیار مهم هستند.
- پراکنده کننده های مافوق صوت قدرتمند اجازه می دهد تا سنتز، deagglomerate و توزیع نانوذرات فلزی (به عنوان مثال Ag)، مبتنی بر کربن (به عنوان مثال CNTs، گرافن) نانوذرات و همچنین نانوکامپوزیت ها با هدایت الکتریکی عالی.
- پراکنده کننده های مافوق صوت Hielscher اطمینان از پراکندگی با کیفیت بالا، در حالی که بسیار موثر، قابل اعتماد، و مقرون به صرفه هستند.
پراکندگی التراسونیک نانوذرات رسانا
جوهر رسانا دارد – همانطور که از نامش مشخص است – عملکرد هدایت الکتریکی. برای تهیه جوهرها و پوشش های رسانا ، اجزایی که الکتریسیته را هدایت می کنند (پرکننده های رسانا) باید بسیار یکنواخت باشند و در پایه جوهر پراکنده شوند. نانوذرات مانند نقره، مس، نانولوله های نانوایی، گرافن، گرافیت، سایر ذرات پوشش داده شده با فلز و نانوکامپوزیت ها برای رسانایی بالا گنجانده شده اند.
پردازنده های مافوق صوت ایجاد نیروهای برشی بسیار شدید, که توسط آن نیروهای واندر والس و پیوندهای مولکولی را می توان غلبه کرد. پراکندگی التراسونیک روش ترجیحی برای پراکنده کردن نانوذرات است، از آنجا که فراصوت می دهد توزیع اندازه دانه بسیار باریک، قابلیت های ذرات بالا و نتایج قابل تکرار.
راکتور دسته ای اولتراسونیک برای پراکندگی نانومواد در جوهر رسانا.
- جوهرهای نانو نقره ای
- جوهرهای گرافن (با بارهای گرافن بسیار بالا)
- جوهرهای مس (نانوسیم ها و نانوذرات)
- جوهرهای CNT
- جوهرهای SWNT
- جوهرهای نانو طلا
- نانوکامپوزیت های منیفولد
- جوهرهای قابل چاپ سه بعدی
- چسب های رسانای الکتریکی (ECA)
پراکندگی التراسونیک نانوذرات دی الکتریک
به منظور انتقال خواص عایق به یک کامپوزیت، ذرات دی الکتریک مانند SiO2، ZnO، نانوکامپوزیت های آلومینا-اپوکسی و غیره باید به صورت همگن به عنوان ذرات منفرد در ماتریس پراکنده شوند. پراکندگی اولتراسونیک تضمین می کند که agglomerates شکسته به طوری که نانوذرات به خوبی پراکنده. توزیع ذرات بسیار باریک برای به دست آوردن عملکرد دی الکتریک قابل اعتماد ماده بسیار مهم است.
Hielscher اولتراسونیک قدرت بالا برای نانوپراکندگی
سیستم های اولتراسونیک قدرتمند پراکندگی قابل اعتماد نانوذرات را تضمین می کنند – در آزمایشگاه و سطح نیمکت تا مقیاس کاملا صنعتی. در مقایسه با دیگر تامین کنندگان مافوق صوت، سیستم مافوق صوت Hielscher قادر به ارائه دامنه های بسیار بالا تا 200μm هستند – continuously run in 24/7 operation and with simple sonotrode shapes. If an application requires even higher amplitudes and/or very high temperatures, Hielscher offers customized ultrasonic sonotrodes, which can deliver amplitudes of >200µm and inserted into very hot environments (e.g. for sonication of metal melts). The robustness of Hielscher ultrasonic equipment fullfils industrial standards. All our equipment is built for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000 |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
- اندازه ذرات متناسب
- رسانایی بالا
- بارهای ذرات بالا
- ویسکوزیته کم تا زیاد
- کنترل فرآیند
- پردازش آسان
- سریع
- مقرون به صرفه
پردازنده اولتراسونیک صنعتی UIP16000 (16 کیلو وات) برای تولید جوهرهای رسانا
ادبیات / مرجع
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
نانوذرات رسانای الکتریکی
نانوذرات (NPs) ویژگی های مواد منحصر به فردی را ارائه می دهند که می تواند به شدت با ویژگی های حجیم مواد متفاوت باشد. نانومواد به شکل های چندگانه وجود دارند. آنها می توانند نسبت تصویر بسیار بالایی از 1:1,000,000 (به عنوان مثال نانولوله ها) یا شکل کاملا شریکی داشته باشند. در کنار لوله ها و کره ها، نانوذرات به شکل میله ها، سیم، سبیل ها، نانوگلها، الیاف، پرک ها و نقطه ها هستند.
اندازه و شکل نانوذرات نقش مهمی در خواص نانوذرات مانند مقاومت کششی، انعطاف پذیری، خواص ترمومکانیکی، رسانا، دی الکتریک، مغناطیسی و اپتیکی ایفا می کند. برای انتقال این عملکردها به کامپوزیت ها، NP ها باید پراکنده شده و به طور یکنواخت در ماتریس ترکیب شوند. برای به دست آوردن چنین پراکندگی با کیفیت بالا، اولتراسونیک تکنیک پراکندگی ترجیحی است.
نانوذرات رسانای الکتریکی به طور گسترده ای برای دادن ظرفیت الکتریکی به جوهرها و پوشش ها استفاده می شود. نانو نقره (nano-Ag) یکی از پرکاربردترین نانوپرکننده ها در جوهرهای رسانا است. جوهرهای رسانا مبتنی بر نقره را می توان به عنوان جوهرهای مبتنی بر آب و قابل چاپ روی صفحه فرموله کرد که انعطاف پذیر و مقاوم در برابر چین و چروک هستند.
جوهرهای رسانا
جوهرهای رسانا پلیمرهای رسانا (پلی آنیلین، پلی تیوفن یا پلی پیرول ها و غیره) هستند که می توانند از طریق چاپ جوهر افشان، پوشش چرخشی و غیره رسوب کنند. جوهرهای رسانای الکتریکی رایج را می توان به سه دسته مربوط به اجزای رسانای آنها طبقه بندی کرد که می تواند فلزات نجیب، پلیمرهای رسانا یا نانومواد کربنی باشد. جوهرهای رسانا دارای طیف گسترده ای از کاربردها هستند و در ساخت الکترونیک، بسته بندی (PET و فیلم های پلاستیکی)، سنسورها، آنتن ها، برچسب ها/برچسب های RFID، صفحه نمایش لمسی، نمایشگرهای OLED، بخاری های چاپی و بسیاری دیگر استفاده می شوند.
PEDOT: PSS [پلی (3،4-اتیلن دی اکسی تیوفن) پلی (استایرن سولفونات)] یکی از پرکاربردترین پلیمرهای رسانا است که علاوه بر رسانایی بالا، ظاهری شفاف نیز ارائه می دهد. با افزودن شبکه ای از نانولوله های کربنی، نانوسیم های نقره ای و/یا گرافن، رسانایی PEDOT:PSS را می توان به طور قابل توجهی افزایش داد. PEDOT اصلاح شده: جوهرها و فرمولاسیون های PSS برای فرآیندهای مختلف پوشش و چاپ در دسترس هستند. PEDOT مبتنی بر آب: جوهرهای PSS عمدتا در پوشش قالب شکاف، فلکسوگرافی، روتوگراور و چاپ جوهر افشان استفاده می شود.
جوهرهای دی الکتریک
جوهرها و پوشش های دی الکتریک از نظر الکتریکی غیر رسانا هستند و در چاپ روی صفحه بردهای مدار الکترونیکی به منظور ساخت یک لایه عایق برای محافظت و تقویت مواد رسانا استفاده می شوند.
از نانوذرات دی الکتریک برای دادن ظرفیت عایق به جوهرها، خمیرها و پوشش ها استفاده می شود.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.