Nanoledande lim för högpresterande elektronik

Ultraljudsdisperser används som pålitlig blandnings- och fräsningsteknik vid produktion av högpresterande lim för högpresterande elektronik och nanoelektronik. Vid tillverkning av högpresterande elektronik är lim som nanoledande lim i hög efterfrågan. Sådana högpresterande lim används t.ex. som alternativa sammankopplingar och kan ersätta tenn/blylödning.

Högpresterande lim för högpresterande elektronik

Nano-förstärkta lim för applikationer inom högpresterande elektronik använder ofta ultraljud dispersion för nanopartikelfördelning.För produktion av högpresterande elektronik krävs lim med hög metallvidhäftning och värmeledningsförmåga för värmeavkoppling och isolering. Nanopartiklar som silver, nickel, grafen, grafenoxid och kolnanorör (CNT) införlivas ofta i epoxihartser och polymerer för att erhålla önskade funktionella egenskaper såsom elektrisk ledningsförmåga eller isolering, värmeledningsförmåga, draghållfasthet, Youngs modul och flexibilitet. Högpresterande lim utvecklade för högpresterande metallfyllmedel för elektronisk användning (såsom silver, guld, nickel eller kopparnanopartiklar) för att ge elektrisk ledningsförmåga. För att låsa upp extraordinära egenskaper hos dessa material måste deras storlek reduceras till nanoskala. Eftersom storleksminskning och dispersion av nanopartiklar är en utmanande uppgift är en kraftfull fräsnings- och dispergeringsteknik nyckeln till framgångsrika limformuleringar.

Ultraljud dispersion för

  • Elektriskt ledande lim (ECA)
  • – Isotropt ledande lim (ICA)
  • – Anisotropa ledande lim (ACA)
  • Icke-ledande / elektriskt isolerande lim

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud dispersion är en mycket effektiv teknik för detangling och deagglomerating nanopartiklar. Därför, ultrasonicators från Hielscher Ultrasonics används ofta i industrin för att producera storskaliga nanodispersions och nano-strukturerade suspensioner.

Industriell installation av ultraljudsdisperser (2x UIP1000hdT) för bearbetning av nanopartiklar och nanorör i kontinuerligt in-line-läge.

Videon visar ultraljud blandning och spridning av grafit i 250mL epoxiharts (Toolcraft L), med hjälp av en ultraljud homogenisator (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics gör utrustning för att sprida grafit, grafen, kol-nanorör, nanotrådar eller fyllmedel i labbet eller i produktionsprocesser med hög volym. Typiska tillämpningar är dispergerande nanomaterial och mikromaterial under funktionaliseringsprocessen eller för spridning till hartser eller polymerer.

Blanda epoxiharts med grafitfyllmedel med ultraljudshomogenisator UP400St (400 watt)

Ultraljud spridning erbjuder olika fördelar jämfört med traditionella blandning och fräsning tekniker. På grund av dess tillförlitlighet och effektivitet, ultraljudsbehandling har etablerats i nanomaterial bearbetning och kan hittas i alla branscher där nanopartiklar syntetiseras och/eller införlivas i vätskor. Ultraljud är därför den idealiska tekniken för produktion av nanoledande lim som innehåller nano-fyllmedel såsom nanopartiklar, nanotrådar, eller kolnanorör och grafenmonolager (nanoark).
Exportkreditinstitut: Ett framträdande exempel är formuleringen av elektriskt ledande lim (ECA), som är kompositer gjorda av en polymermatris och elektriskt ledande fyllmedel. För att formulera ett högpresterande lim för elektroniska applikationer måste ett polymerharts (t.ex. epoxi, silikon, polyimid) tillhandahålla fysiska och mekaniska funktioner som vidhäftning, mekanisk hållfasthet, slaghållfasthet, medan metallfyllmedlet (t.ex. nano-silver, nano-guld, nano-nickel eller nano-koppar) skapar överlägsen elektrisk ledningsförmåga. För lim med isolerande egenskaper införlivas mineralbaserade fyllmedel i limkompositen.

Ultraljud spridning resulterar i en mycket smal partikel storleks fördelning.

Före och efter ultraljudsbehandling: den gröna kurvan visar partikel storlek innan ultraljudsbehandling, den röda kurvan är partikel storleks fördelning av ultraljud spridda kiseldioxid.

Ultraljud dispersion av nanomaterial i viskösa lim

Ultraljud homogenisatorer är mycket effektiva när partikel agglomerat, aggregat och även primära partiklar måste minskas på ett tillförlitligt sätt i storlek. Fördelen med ultraljudsblandare är deras förmåga att fräsa partiklar ner till mindre och mer enhetliga partikelstorlekar, oavsett om mikron- eller nanopartiklar riktas som processresultat. Medan annan teknik som blad- eller rotorstatorblandare, högtryckshomogenisatorer, pärlkvarnar etc. visar nackdelar som oförmåga att producera enhetligt små nanopartiklar, förorening av fräsmedier, igensatta munstycken och hög energiförbrukning, använder ultraljudsdisperser arbetsprincipen för akustisk kavitation. Ultraljudsgenererad kavitation har visat sig vara mycket effektiv, energieffektiv och kapabel att sprida även mycket viskösa material som nanopartikelbelastade pastor.

Ultraljud dispersion är mycket effektivt i spridning och deagglomerating nanopartiklar.

PLGA nanopartiklar. (A): Storleksfördelning av partiklar framställda vid polymerkoncentration / ultraljudsbehandling effekt på 2% / 32W, 5% / 32W och 2% / 25W%; uppehållstid = 14 s. (B),(C): SEM-bilder av partiklar framställda från 2 respektive 5% polymerlösningar. Uppehållstid = 14s; ultraljudsbehandling effekt = 32W. Staplar representerar 1 mikron.
(Studie och bilder: © Freitas et al., 2006)

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultrasonicator UP200St (200W) spridning kimrök i vatten med 1%wt Tween80 som ytaktivt medel.

Ultraljud dispersion av kol svart med ultrasonicator UP200St

Hur fungerar ultraljudsspridning?

Kavitationella skjuvkrafter och vätskeströmmar accelererar partiklar så att de kolliderar med varandra. Detta kallas interpartikelkollision. Partiklarna själva fungerar som fräsningsmedium, vilket undviker förorening genom slipning av pärlor och den efterföljande separationsprocessen, vilket är nödvändigt när konventionella pärlkvarnar används. Eftersom partikeln splittras genom interpartikelkollision med mycket höga hastigheter på upp till 280 m/sek gäller utomordentligt höga krafter för partiklarna, som därför bryts upp i små fraktioner. Friktion och erosion ger dessa partikelfragment en polerad yta och enhetligt formad form. Kombinationen av skjuvkrafter och interpartikelkollision ger ultraljudshomogenisering och dispersion den fördelaktiga kanten som ger mycket homogena kolloidala suspensioner och dispersioner!
En annan fördel med högskjuvkrafter som genereras av ultraljud är effekten av skjuvförtunning. Till exempel visar ultraljud beredda epoxihartser fyllda med oxiderade CNT: er skjuvförtunnande beteende. Eftersom skjuvförtunning sänker vätskans viskositet tillfälligt underlättas bearbetningen av viskösa kompositer.

Ultraljud grafen exfoliering i vatten

En höghastighetssekvens (från a till f) av ramar som illustrerar sono-mekanisk exfoliering av en grafitflinga i vatten med up200S, en 200W ultrasonicator med 3 mm sonotrode. Pilar visar platsen för splittring (exfoliering) med kavitationsbubblor som tränger in i splittringen.
(Studie och bilder: © Tyurnina et al. 2020)

Ultraljud bänkskiva setup för beredning av nanokompositer, t.ex. för högpresterande lim.

UIP1000hdT – Ultraljud bänkskiva setup för beredning av nanokompositer, t.ex. för högpresterande lim.

I den här videon visar vi dig ett ultraljudssystem på 2 kilowatt för inline-drift i ett rensningsbart skåp. Hielscher levererar ultraljud utrustning till nästan alla industrier, såsom kemisk industri, läkemedel, kosmetika, petrokemiska processer samt för lösningsmedelsbaserade extraktionsprocesser. Detta rengöringsbara skåp i rostfritt stål är konstruerat för drift i farliga områden. För detta ändamål kan det förseglade skåpet rensas av kunden med kväve eller frisk luft för att förhindra att brandfarliga gaser eller ångor kommer in i skåpet.

2x 1000 watt ultrasonicators i rensningsskåp för installation i farliga områden

Fördelar med ultraljud Nano-dispersering och fräsning

  • Effektiv nanobearbetning: effektiv & tidsbesparande
  • anpassningsbar till specifika produktformuleringar
  • Enhetlig bearbetning
  • exakt kontrollerbara process förhållanden
  • Reproducerbara resultat
  • kostnads effektivitet
  • säker drift
  • enkel installation, lågt underhåll
  • linjär uppskalning till valfri volym
  • miljövänlig
Ultraljud hög skjuvning blandning och dispersion används för att införliva nanofyllmedel i polymermatriser, t.ex. för högpresterande limproduktion

Jämförelse av olika nanofillers dispergerade i härdare (ultraljud—US): (a) 0.5 wt% kolnanofiber (CNF); b) 0,5 viktprocent CNToxi, c) 0,5 viktprocent kolnanorör (CNT), d) 0,5 viktprocent CNT-halvdispergerad.
(Studie och bild: © Zanghellini et al., 2021)

Ultrasonicators med hög effekt för att formulera högpresterande lim

Hielscher Ultrasonics är specialist när det gäller högpresterande ultraljud utrustning för flytande och uppslamning bearbetning. Ultraljud dispersorer gör det möjligt att bearbeta mycket viskösa material såsom högfyllda hartser och säkerställa en jämn fördelning av nanomaterial i kompositer.
Den exakta kontrollen över ultraljudsprocessparametrar som amplitud, energiinmatning, temperatur, tryck och tid möjliggör skräddarsydda lim i nanometerområdet.
Oavsett om din formulering kräver spridning av organiska eller oorganiska nanofyllmedel som nanorör, cellulosa nanokristaller (CNC), nanofibrer eller nanometaller, har Hielscher Ultrasonics den perfekta ultraljudsinställningen för din limformulering.
Hielscher Ultrasonics’ Industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder och kan deagglomerate och sprida nanomaterial även vid mycket höga viskositeter. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Hielscher ultrasonicators är kända för sin kvalitet, tillförlitlighet och robusthet. Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultrasonicators med state-of-the-art teknik och användarvänlighet. Naturligtvis är Hielscher ultrasonicators CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljudprocessorer, applikationer och pris. Vi kommer gärna att diskutera din process med dig och att erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera att våra Integritetspolicy.


Ultraljud hög skjuvning homogenisatorer används i labb, bänk-top, pilot och industriell bearbetning.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandning av applikationer, spridning, emulgering och utvinning på labb, pilot och industriell skala.



Litteratur / Referenser


Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta labb ultrasonicator över bänkenheter till fullindustriella ultraljudssystem.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.