Nanovadošas līmes augstas veiktspējas elektronikai

Ultraskaņas izkliedētāji tiek izmantoti kā uzticama sajaukšanas un frēzēšanas tehnika augstas veiktspējas līmju ražošanā augstas veiktspējas elektronikai un nanoelektronikai. Augstas veiktspējas elektronikas ražošanā līmes, piemēram, nanovadošas līmes, ir ļoti pieprasītas. Šādas augstas veiktspējas līmes tiek izmantotas, piemēram, kā alternatīvi starpsavienojumi, un tās var aizstāt alvas/svina lodmetālu.

Augstas veiktspējas līmes augstas veiktspējas elektronikai

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.

Ultraskaņas izkliedēšana piedāvā dažādas priekšrocības, salīdzinot ar tradicionālajām sajaukšanas un frēzēšanas metodēm. Pateicoties uzticamībai un efektivitātei, nanomateriālu apstrādē ir izveidota ultraskaņas apstrāde, un to var atrast jebkurā nozarē, kur nanodaļiņas tiek sintezētas un? vai iekļautas šķidrumos. Tāpēc ultrasonication ir ideāla metode nanovadošu līmju ražošanai, kas satur nano-pildvielas, piemēram, nanodaļiņas, nanowires vai oglekļa nanocaurules un grafēna monoslāņus (nanolapas).
EKA: Spilgts piemērs ir elektriski vadošu līmju (EKA) formulēšana, kas ir kompozīti, kas izgatavoti no polimēru matricas un elektriski vadošām pildvielām. Lai formulētu augstas veiktspējas līmi elektroniskiem lietojumiem, polimēru sveķiem (piemēram, epoksīdam, silikonam, poliimīdam) ir jānodrošina tādas fizikālas un mehāniskas funkcijas kā adhēzija, mehāniskā izturība, triecienizturība, savukārt metāla pildviela (piemēram, nano-sudrabs, nano-zelts, nano-niķelis vai nano-varš) rada izcilu elektrisko vadītspēju. Līmēm ar izolācijas īpašībām līmes kompozītmateriālā tiek iestrādātas pildvielas uz minerālu bāzes.

Pirms un pēc ultraskaņas apstrādes: Zaļā līkne parāda daļiņu izmēru pirms ultraskaņas apstrādes, sarkanā līkne ir ultrasoniski izkliedētā silīcija dioksīda daļiņu izmēra sadalījums.

Nanomateriālu ultraskaņas dispersija viskozās līmēs

Ultraskaņas homogenizatori ir ļoti efektīvi, ja daļiņu aglomerāti, agregāti un pat primārās daļiņas ir droši jāsamazina. Ultraskaņas maisītāju priekšrocība ir to spēja sasmalcināt daļiņas līdz mazākiem un vienveidīgākiem daļiņu izmēriem, neatkarīgi no tā, vai procesa rezultātā tiek mērķētas mikronu vai nanodaļiņas. Lai gan citām tehnoloģijām, piemēram, asmeņu vai rotora statora maisītājiem, augstspiediena homogenizatoriem, lodīšu dzirnavām utt., Ir trūkumi, piemēram, nespēja ražot vienmērīgi mazas nanodaļiņas, piesārņojums ar frēzēšanas līdzekļiem, aizsērējušas sprauslas un liels enerģijas patēriņš, ultraskaņas izkliedētāji izmanto akustiskās kavitācijas darba principu. Ultraskaņas radītā kavitācija ir pierādīta kā ļoti efektīva, energoefektīva un spēj izkliedēt pat ļoti viskozus materiālus, piemēram, nanodaļiņu ielādētas pastas.

Kā darbojas ultraskaņas izkliedēšana?

Kavitācijas bīdes spēki un šķidruma plūsmas paātrina daļiņas tā, lai tās saduras viena ar otru. To sauc par starpdaļiņu sadursmi. Daļiņas pašas darbojas kā frēzēšanas vide, kas novērš piesārņojumu ar slīpēšanas lodītēm un turpmāko atdalīšanas procesu, kas ir nepieciešams, ja tiek izmantotas parastās lodīšu dzirnavas. Tā kā daļiņa sašķeļas starpdaļiņu sadursmē ar ļoti lielu ātrumu līdz 280m/sek, daļiņām tiek pielikti ārkārtīgi lieli spēki, kas tādējādi sadalās minūšu frakcijās. Berze un erozija piešķir šiem daļiņu fragmentiem pulētu virsmu un vienmērīgi veidotu formu. Bīdes spēku un starpdaļiņu sadursmes kombinācija dod ultraskaņas homogenizācijai un dispersijai izdevīgu malu, nodrošinot ļoti viendabīgas koloidālas suspensijas un dispersijas!
Vēl viens ultrasonics radīto augstas bīdes spēku ieguvums ir bīdes retināšanas efekts. Piemēram, ultrasoniski sagatavoti epoksīdsveķi, kas piepildīti ar oksidētiem CNT, parāda bīdes retināšanas uzvedību. Tā kā bīdes retināšana īslaicīgi pazemina šķidruma viskozitāti, tiek atvieglota viskozu kompozītu apstrāde.

Ātrgaitas kadru secība (no a līdz f), kas ilustrē grafīta pārslas sono-mehānisko pīlingu ūdenī, izmantojot UP200S, 200W ultrasonicator ar 3 mm sonotrode. Bultiņas parāda sadalīšanas (pīlinga) vietu ar kavitācijas burbuļiem, kas iekļūst sadalījumā.
(Pētījums un attēli: © Tyurnina et al. 2020)

Dažādu nanofilleru salīdzinājums, kas izkliedēti cietinātājā (ultrasonication-US): (a) 0,5 masas% oglekļa nanošķiedras (CNF); b) 0,5 masas% CNToxi; c) 0,5 masas % oglekļa nanocaurulītes (CNT); d) 0,5 masas% CNT daļēji disperģēts.(Pētījums un attēls: © Zanghellini et al., 2021)

Augstas jaudas ultrasonikatori augstas veiktspējas līmju formulēšanai

Hielscher Ultrasonics ir speciālists, kad runa ir par augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtām šķidruma un vircas apstrādei. Ultraskaņas izkliedētāji ļauj apstrādāt ļoti viskozus materiālus, piemēram, augsti piepildītus sveķus, un nodrošināt vienmērīgu nanomateriālu sadalījumu kompozītmateriālos.
Precīza ultraskaņas procesa parametru kontrole, piemēram, amplitūda, enerģijas ievade, temperatūra, spiediens un laiks, ļauj pielāgot līmes nanometra diapazonā.
Wether jūsu formulējumam ir nepieciešama organisko vai neorganisko nano-pildvielu, piemēram, nanocauruļu, celulozes nanokristālu (CNC), nanošķiedru vai nanometālu, dispersija, Hielscher Ultrasonics ir ideāls ultraskaņas iestatījums jūsu līmes formulējumam.
Hielscher Ultrasonics’ Rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un spēj deaglomerēt un izkliedēt nanomateriālus pat pie ļoti augstas viskozitātes. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
Hielscher ultrasonikatori tiek atzīti par to kvalitāti, uzticamību un izturību. Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: