กาวนาโนนําไฟฟ้าสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง

เครื่องกระจายอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้เป็นเทคนิคการผสมและการกัดที่เชื่อถือได้ในการผลิตกาวประสิทธิภาพสูงสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงและนาโนอิเล็กทรอนิกส์ ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงกาวเช่นกาวนาโนนําไฟฟ้าเป็นที่ต้องการสูง กาวประสิทธิภาพสูงดังกล่าวถูกนํามาใช้เป็นการเชื่อมต่อระหว่างกันทางเลือกและสามารถแทนที่ดีบุก/ตะกั่วบัดกรีได้

กาวประสิทธิภาพสูงสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง

สําหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงจําเป็นต้องมีกาวที่มีการยึดเกาะโลหะสูงและการนําความร้อนสําหรับการแยกความร้อนและฉนวน อนุภาคนาโน เช่น เงิน นิกเกิล กราฟีน กราฟีนออกไซด์ และท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) มักถูกรวมเข้ากับอีพอกซีเรซินและโพลีเมอร์เพื่อให้ได้คุณสมบัติการทํางานที่ต้องการ เช่น การนําไฟฟ้าหรือฉนวน การนําความร้อน ความต้านทานแรงดึง โมดูลัสของยัง และความยืดหยุ่น กาวประสิทธิภาพสูงที่พัฒนาขึ้นสําหรับฟิลเลอร์โลหะที่ใช้อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง (เช่น อนุภาคนาโนเงิน ทอง นิกเกิล หรือทองแดง) เพื่อให้การนําไฟฟ้า เพื่อปลดล็อกคุณสมบัติพิเศษของวัสดุเหล่านี้ขนาดจะต้องลดลงเหลือระดับนาโน เนื่องจากการลดขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคนาโนเป็นงานที่ท้าทายเทคโนโลยีการกัดและการกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพจึงเป็นกุญแจสําคัญสําหรับสูตรกาวที่ประสบความสําเร็จ

การกระจายอัลตราโซนิกมีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับเทคนิคการผสมและการกัดแบบดั้งเดิม เนื่องจากความน่าเชื่อถือและประสิทธิผลการ sonication จึงได้รับการจัดตั้งขึ้นในการแปรรูปวัสดุนาโนและสามารถพบได้ในอุตสาหกรรมใด ๆ ที่อนุภาคนาโนถูกสังเคราะห์และ / หรือรวมเข้ากับของเหลว อัลตราโซนิกจึงเป็นเทคนิคที่เหมาะสําหรับการผลิตกาวนาโนนําไฟฟ้าที่มีสารฟิลเลอร์นาโนเช่นอนุภาคนาโนสายนาโนหรือท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนโมโนเลเยอร์ (แผ่นนาโน)
ECA: ตัวอย่างที่โดดเด่นคือการกําหนดกาวนําไฟฟ้า (ECA) ซึ่งเป็นคอมโพสิตที่ทําจากเมทริกซ์โพลีเมอร์และฟิลเลอร์นําไฟฟ้า ในการกําหนดกาวประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ เรซินโพลีเมอร์ (เช่น อีพ็อกซี่ ซิลิโคน โพลีอิไมด์) จะต้องมีฟังก์ชันทางกายภาพและทางกล เช่น การยึดเกาะ ความแข็งแรงเชิงกล ความต้านทานแรงกระแทก ในขณะที่ฟิลเลอร์โลหะ (เช่น นาโนซิลเวอร์ นาโนโกลด์ นาโนนิกเกิล หรือนาโนทองแดง) สร้างการนําไฟฟ้าที่เหนือกว่า สําหรับกาวที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนฟิลเลอร์จากแร่ธาตุจะถูกรวมเข้ากับคอมโพสิตกาว

ก่อนและหลังการ sonication: เส้นโค้งสีเขียวแสดงขนาดอนุภาคก่อนการ sonication เส้นโค้งสีแดงคือการกระจายขนาดอนุภาคของซิลิกาที่กระจายตัวด้วยคลื่นเสียง

การกระจายตัวของอัลตราโซนิกของวัสดุนาโนเป็นกาวหนืด

โฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพมากเมื่อการรวมตัวของอนุภาคมวลรวมและแม้แต่อนุภาคหลักจะต้องลดขนาดลงอย่างน่าเชื่อถือ ข้อดีของเครื่องผสมอัลตราโซนิกคือความสามารถในการบดอนุภาคให้มีขนาดอนุภาคที่เล็กลงและสม่ําเสมอมากขึ้นไม่ว่าจะเป็นอนุภาคไมครอนหรือนาโนที่กําหนดเป้าหมายเป็นผลลัพธ์ของกระบวนการ ในขณะที่เทคโนโลยีอื่น ๆ เช่นใบมีดหรือเครื่องผสมโรเตอร์สเตเตอร์โฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูงโรงสีลูกปัด ฯลฯ แสดงข้อเสียเช่นการไม่สามารถผลิตอนุภาคนาโนขนาดเล็กสม่ําเสมอการปนเปื้อนโดยสื่อการกัดหัวฉีดอุดตันและการใช้พลังงานสูง โพรงอากาศที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูง ประหยัดพลังงาน และสามารถกระจายตัวได้แม้กระทั่งวัสดุที่มีความหนืดสูง เช่น น้ําพริกที่บรรจุอนุภาคนาโน

การกระจายอัลตราโซนิกทํางานอย่างไร?

แรงเฉือนโพรงอากาศและกระแสของเหลวเร่งอนุภาคเพื่อให้ชนกัน สิ่งนี้เรียกว่าการชนกันระหว่างอนุภาค อนุภาคทําหน้าที่เป็นตัวกลางในการกัด ซึ่งหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากการเจียรลูกปัดและกระบวนการแยกที่ตามมา ซึ่งจําเป็นเมื่อใช้เครื่องบดลูกปัดทั่วไป เนื่องจากอนุภาคแตกโดยการชนกันระหว่างอนุภาคด้วยความเร็วสูงมากถึง 280 ม./วินาที จึงมีแรงสูงเป็นพิเศษกับอนุภาค ซึ่งจะแตกออกเป็นเศษส่วนเล็กน้อย แรงเสียดทานและการกัดเซาะทําให้เศษอนุภาคเหล่านั้นมีพื้นผิวขัดเงาและมีรูปร่างสม่ําเสมอ การรวมกันของแรงเฉือนและการปะทะกันระหว่างอนุภาคทําให้การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกเป็นขอบที่ได้เปรียบซึ่งให้สารแขวนลอยและการกระจายตัวของคอลลอยด์ที่เป็นเนื้อเดียวกันสูง!
ข้อดีอีกประการของแรงเฉือนสูงที่เกิดจากอัลตราโซนิกคือผลของการเฉือนบาง ตัวอย่างเช่น อีพอกซีเรซินที่เตรียมด้วยอัลตราโซนิกที่เต็มไปด้วย CNT ออกซิไดซ์แสดงพฤติกรรมการทําให้บางลง เนื่องจากการทําให้ผอมบางของแรงเฉือนจะลดความหนืดของของเหลวชั่วคราวการแปรรูปคอมโพสิตที่มีความหนืดจึงจะง่ายขึ้น

ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมที่แสดงให้เห็นถึงการขัดผิวแบบกลไกของเกล็ดกราไฟท์ในน้ําโดยใช้ UP200S ซึ่งเป็นเครื่องอัลตราโซนิก 200W พร้อมโซโนโทรด 3 มม. ลูกศรแสดงตําแหน่งของการแยก (การขัดผิว) โดยมีฟองอากาศที่แทรกซึมเข้าไปในการแยก
(การศึกษาและรูปภาพ: © Tyurnina et al. 2020)

การเปรียบเทียบสารนาโนฟิลเลอร์ที่แตกต่างกันที่กระจายตัวในสารชุบแข็ง (อัลตราโซนิก - สหรัฐอเมริกา): (ก) คาร์บอนนาโนไฟเบอร์ 0.5 wt% (CNF); (b) 0.5 wt% CNToxi; (c) ท่อนาโนคาร์บอน 0.5% wt% (CNT); (d) 0.5 wt% CNT กึ่งกระจายตัว
(การศึกษาและรูปภาพ: © Zanghellini et al., 2021)

เครื่องอัลตราโซนิกกําลังสูงสําหรับสูตรกาวประสิทธิภาพสูง

Hielscher Ultrasonics เป็นผู้เชี่ยวชาญเมื่อพูดถึงอุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการแปรรูปของเหลวและสารละลาย เครื่องกระจายอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถประมวลผลวัสดุที่มีความหนืดสูงเช่นเรซินที่เติมสูงและให้แน่ใจว่ามีการกระจายตัวของวัสดุนาโนภายในคอมโพสิตอย่างสม่ําเสมอ
การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกอย่างแม่นยําเช่นแอมพลิจูดอินพุตพลังงานอุณหภูมิความดันและเวลาช่วยให้สามารถปรับแต่งกาวในช่วงนาโนเมตรได้
ไม่ว่าสูตรของคุณต้องการการกระจายตัวของสารสารนาโนอินทรีย์หรืออนินทรีย์ เช่น ท่อนาโน เซลลูโลส (CNCs) นาโนไฟเบอร์ หรือนาโนโลหะ Hielscher Ultrasonics มีการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่เหมาะสําหรับสูตรกาวของคุณ
Hielscher Ultrasonics’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากและสามารถแยกตัวและกระจายวัสดุนาโนได้แม้ในความหนืดสูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ได้รับการยอมรับในด้านคุณภาพความน่าเชื่อถือและความทนทาน Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: