Nano-Konduktiv Klebstoff fir High-Performance Electronics
Ultrasonic Disperger ginn als zouverlässeg Mëschung a Frästechnik an der Produktioun vun High-Performance-Klebstoff fir High-Performance-Elektronik an Nano-Elektronik benotzt. Bei der Produktioun vun High-Performance Elektronik sinn Klebstoff wéi Nano-leitend Klebstoff an héich Nofro. Esou héich performant Klebstoff ginn zB als alternativ Verbindungen benotzt a kënnen Zinn? Blei-Löt ersetzen.
High-Performance Klebstoff fir High-Performance Electronics
For the production of high-performance electronics, adhesives with high metal adhesiveness and heat conductivity for heat decoupling and insulation are required. Nano-particles such as silver, nickel, graphene, graphene oxide and carbon nanotubes (CNTs) are frequently incorporated into epoxy resins and polymers to obtain the desired functional properties such as electrical conductivity or insulation, heat conductivity, tensile strength, Young’s modulus and flexibility. High-performance adhesives developed for high-performance electronic use metal fillers (such as silver, gold, nickel, or copper nanoparticles) to provide electrical conductivity. In order to unlock extraordinary properties of these materials, their size must be reduced to nano-scale. As size reduction and dispersion of nanoparticles is a challenging task, a powerful milling and dispersing technology is key for successful adhesive formulations.
- Elektresch konduktiv Klebstoff (ECA)
- – Isotropesch konduktiv Klebstoff (ICA)
- – Anisotropic conductive adhesives (ACA)
- Net-leitend? elektresch isoléierend Klebstoff
Industriell Installatioun vun Ultraschallverdeeler (2x UIP1000hdT) fir d'Veraarbechtung vun Nanopartikelen an Nanotubes am kontinuéierlechen In-Line Modus.
Ultrasonic Dispersioun bitt verschidde Virdeeler am Verglach mat traditionelle Mësch- a Frästechniken. Wéinst senger Zouverlässegkeet an Effizienz ass d'Sonicatioun an der Nanomaterialveraarbechtung etabléiert a kann an all Industrie fonnt ginn, wou Nanopartikelen synthetiséiert an? oder a Flëssegkeeten agebaut ginn. Ultrasonication ass dofir déi ideal Technik fir d'Produktioun vun Nano-konduktive Klebstoff, déi Nano-Filler wéi Nanopartikelen, Nanowires oder Kuelestoff Nanotubes a Graphen Monolayer (Nanosheets) enthalen.
ECAs: E prominent Beispill ass d'Formuléierung vun elektresch konduktiven Klebstoff (ECA), déi Komposite sinn aus enger polymerescher Matrix an elektresch konduktiven Filler. Fir e High-Performance Klebstoff fir elektronesch Uwendungen ze formuléieren, muss e Polymerharz (zB Epoxy, Silikon, Polyimid) physesch a mechanesch Funktionalitéite bidden wéi Adhäsioun, mechanesch Kraaft, Schlagkraaft, wärend de Metallfiller (zB Nano) -Sëlwer, Nano-Gold, Nano-Néckel oder Nano-Kupfer) erstellt eng super elektresch Konduktivitéit. Fir Klebstoff mat isoléierend Eegeschaften, Mineral-baséiert Filler ginn an de Klebstoffkomposit agebaut.
Virun an no Sonication: Déi gréng Curve weist d'Partikelgréisst virun der Sonication, déi rout Curve ass d'Partikelgréisst Verdeelung vun ultraschall dispergéiert Silica.
Ultrasonic Dispersioun vun Nanomaterialien a viskos Klebstoff
Ultrasonic Homogenisatoren si ganz effizient wann Partikelagglomeraten, Aggregaten a souguer primär Partikelen zouverlässeg an der Gréisst reduzéiert ginn. De Virdeel vun Ultraschallmixer ass hir Fäegkeet fir Partikelen op méi kleng a méi eenheetlech Partikelgréissten ze molen, egal ob Mikron- oder Nano-Partikel als Prozessresultat gezielt sinn. Wärend aner Technologien wéi Blade oder Rotor-Stator-Mixer, Héichdrockhomogenisatoren, Perlemillen etc. Nodeeler weisen wéi d'Onméiglechkeet fir eenheetlech kleng Nanopartikelen ze produzéieren, Kontaminatioun vu Millingmedien, verstoppt Düsen an héijen Energieverbrauch, benotzen d'Ultraschalldisperger den Aarbechtsprinzip. vun akustescher Kavitatioun. Ultraschall-generéiert Kavitatioun gouf bewisen als héich effizient, energieeffizient a fäeg och héichviskos Materialien wéi Nanopartikel-belaaschte Paste ze verdeelen.
PLGA Nanopartikel. (A): Gréisst Verdeelung vun Partikel preparéiert op Polymer Konzentratioun? sonication Muecht vun 2%? 32W, 5%? 32W, an 2%? 25W%; Openthaltszäit = 14 s. (B), (C): SEM Biller vu Partikele virbereet aus 2 a 5% Polymerléisungen, respektiv. Openthaltszäit = 14s; sonication Muecht = 32W. Baren representéieren 1 Mikron.
Wéi funktionéiert Ultrasonic Dispersing?
Kavitational Schéierkräften a Flëssegkeetsstroum beschleunegen Partikelen sou datt se matenee kollidéieren. Dëst ass bekannt als Interpartikel Kollisioun. D'Partikel selwer handelen als Millingmedium, wat d'Kontaminatioun vermeit duerch Schleifpärelen an de spéideren Trennungsprozess, wat néideg ass wann konventionell Perlemillen benotzt ginn. Well d'Partikel duerch Interpartikelkollisioun mat ganz héijer Geschwindegkeete vu bis zu 280m/sec zerbriechen, gëllen op d'Partikelen aussergewéinlech héich Kräfte, déi dowéinst a kleng Fraktiounen opbriechen. Reibung an Erosioun ginn dës Partikelfragmenter eng poléiert Uewerfläch an eenheetlech geformt Form. D'Kombinatioun vu Schéierkraaft an Interpartikelkollisioun ginn d'Ultraschallhomogeniséierung an d'Dispersioun déi avantagéis Rand déi héich homogen kolloidal Suspensioune a Dispersiounen liwwert!
En anere Virdeel vun High-Shear Kräfte generéiert vun Ultrasonics ass den Effekt vun der Scheierdënnung. Zum Beispill, ultraschall preparéiert Epoxyharzen, gefüllt mat oxidéierten CNTs, weisen Schéierdënnungsverhalen. Well d'Schéierdënnung d'Viskositéit vun der Flëssegkeet temporär senkt, gëtt d'Veraarbechtung vu viskose Kompositen erliichtert.
Eng High-Speed-Sequenz (vun a bis f) vu Frames, déi sono-mechanesch Peeling vun enger Graphitflake am Waasser illustréieren mat der UP200S, en 200W Ultraschall mat 3-mm Sonotrode. Pfeile weisen d'Plaz vun der Spaltung (Exfoliatioun) mat Kavitatiounsblasen, déi d'Spalt penetréieren.
(Studie a Biller: © Tyurnina et al. 2020)
UIP1000hdT – Ultrasonic Benchtop Setup fir d'Virbereedung vun Nanokompositen, zB fir High-Performance Klebstoff.
- effikass Nano-Veraarbechtung: effikass & Zäit-spueren
- adaptéierbar op spezifesch Produktformuléierungen
- eenheetlech Veraarbechtung
- präzis kontrolléierbar Prozessbedéngungen
- reproducible Resultater
- Käschte-Effizienz
- sécher Operatioun
- einfach Installatioun, niddereg Ënnerhalt
- linear Skala bis zu all Volumen
- ëmweltfrëndlech
Verglach vu verschiddene Nanofiller, déi am Hardener dispergéiert sinn (Ultrasonikatioun-US): (a) 0.5 wt% Kuelestoff Nanofiber (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxi; (c) 0,5 wt% Kuelestoff Nanotube (CNT); (d) 0,5 wt% CNT semi-dispergéiert.
High-Power Ultrasonicators fir Formuléierung vun High-Performance Klebstoff
Hielscher Ultrasonics ass Spezialist wann et ëm High-Performance Ultrasonic Ausrüstung fir Flëssegkeet a Schlammveraarbechtung kënnt. Ultraschall-Disperger erlaaben d'Veraarbechtung vu héichviskose Materialien wéi héich gefüllte Harze a garantéieren déi eenheetlech Verdeelung vun Nanomaterialien an de Kompositen.
Déi präzis Kontroll iwwer Ultraschallprozessparameter wéi Amplituden, Energieinput, Temperatur, Drock an Zäit erlaben d'Klebstoff an der Nanometer-Bereich ze personaliséieren.
Egal ob Är Formuléierung d'Dispersioun vun organeschen oder anorganeschen Nano-Filler erfuerdert wéi Nanotubes, Cellulose Nano-Kristalle (CNCs), Nanofiberen oder Nano-Metaller, Hielscher Ultrasonics huet déi ideal Ultraschall-Setup fir Är Klebstoffformulatioun.
Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultraschallprozessoren kënne ganz héich Amplituden liwweren a si fäeg Nanomaterialien och bei ganz héijer Viskositéiten ze deagglomeréieren an ze verdeelen. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen.
Hielscher Ultraschaller ginn unerkannt fir hir Qualitéit, Zouverlässegkeet a Robustheet. Hielscher Ultrasonics ass eng ISO zertifizéiert Firma a setzt spezielle Wäert op High-Performance Ultrasonicatoren mat modernste Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Natierlech sinn Hielscher Ultraschaller CE konform an erfëllen d'Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis!? Frot eis!
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren fir d'Vermëschung vun Uwendungen, Dispersioun, Emulsifikatioun an Extraktioun op Labo, Pilot an Industrieskala.
Literatur? Referenzen
- 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.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.