ซิลิโคนนำไฟฟ้าเป็นวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์ที่มีทั้งคุณสมบัติของอีลาสโตเมอร์และฟังก์ชั่นนำไฟฟ้า มันได้รับคุณสมบัตินำไฟฟ้าโดยการเพิ่มฟิลเลอร์นำไฟฟ้า (เช่นอนุภาคโลหะวัสดุคาร์บอนเส้นใยนำไฟฟ้า ฯลฯ ) ลงในเมทริกซ์ยางซิลิโคนในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นความต้านทานต่อสภาพอากาศและความเสถียรทางเคมีของซิลิโคน ลักษณะหลักกระบวนการเตรียมและพื้นที่แอปพลิเคชันมีดังนี้:
1. ลักษณะหลัก
คุณสมบัตินำไฟฟ้า
เครือข่ายนำไฟฟ้าแบบสามมิตินั้นเกิดขึ้นผ่านฟิลเลอร์นำไฟฟ้าเพื่อให้ได้ค่าการนำไฟฟ้า isotropic หรือ anisotropic
ความต้านทานปริมาตรสามารถต่ำถึง10⁻² ~ 10⁰Ω· cm และความต้านทานพื้นผิวสามารถเข้าถึงได้ต่ำกว่า10⁵Ω/□ (ระดับการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า)
ฟิลเลอร์นำไฟฟ้าทั่วไป: ผงเงิน, ผงทองแดง, ผงกราไฟท์เคลือบนิกเกิล, คาร์บอนแบล็ก, คาร์บอนไฟเบอร์ ฯลฯ
คุณสมบัติเชิงกล
แรงดึง:5 ~ 10 MPa
การยืดตัวเมื่อหยุดพัก:300%~800%
ความแข็ง (ฝั่งก):25 ~ 60 องศาซึ่งสามารถปรับได้ตามความต้องการ
การปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม
ช่วงอุณหภูมิ:-60 องศา ~ 200 องศา (สูตรพิเศษสามารถเข้าถึง 300 องศา)
ความต้านทานต่อสภาพอากาศ:ความต้านทานรังสียูวี, ความต้านทานโอโซน, ความต้านทานต่อวัย
ความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมี:ความทนทานต่อกรดอัลคาลิสตัวทำละลาย ฯลฯ
ประสิทธิภาพการป้องกันและการปิดผนึกแม่เหล็กไฟฟ้า
เมื่อความต้านทานปริมาตรต่ำกว่า 10 Ω·ซม. จะมีฟังก์ชั่นการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและประสิทธิภาพการป้องกันสามารถสูงถึง 40 GHz
ประสิทธิภาพการปิดผนึกไอน้ำที่ยอดเยี่ยมเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูงและชื้น
2. กระบวนการเตรียมการ
วัสดุฐาน
เมธิลไวนิลซิลิโคนยาง (VMQ) ใช้เป็นยางฐานและเติมสารเติมแต่งเช่น Vulcanizer และ Agent เชื่อมโยงข้าม
การเลือกฟิลเลอร์นำไฟฟ้า
ฟิลเลอร์โลหะ:ผงเงิน (การนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด, ราคาสูง), ผงทองแดง (ง่ายต่อการออกซิไดซ์), ผงทองแดงเคลือบนิกเกิล (ความต้านทานออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง, ประสิทธิภาพต้นทุนสูง)
คาร์บอนฟิลเลอร์:คาร์บอนแบล็ก, คาร์บอนไฟเบอร์, กราฟีน (ต้นทุนต่ำ, การนำไฟฟ้าปานกลาง)
คอมโพสิตฟิลเลอร์:ลูกปัดแก้วเคลือบเงินกราไฟท์ชุบนิกเกิล ฯลฯ โดยคำนึงถึงการนำไฟฟ้าและค่าใช้จ่าย
การผสมและการปั้น
การผสม:ผสมยางซิลิโคนฟิลเลอร์นำไฟฟ้าและสารเติมแต่งอย่างสม่ำเสมอในมิกเซอร์ภายในหรือเครื่องผสมแบบเปิด
กระบวนการขึ้นรูป:
การบีบอัดการขึ้นรูป:เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์โครงสร้างที่ซับซ้อน (เช่นปุ่มนำไฟฟ้าและซีล)
การขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูป:ใช้ในการผลิตโปรไฟล์ต่อเนื่อง (เช่นแถบยางและท่อนำไฟฟ้า)
การพิมพ์ 3 มิติ:เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาซึ่งสามารถบรรลุโครงสร้างที่ซับซ้อนที่กำหนดเอง
วัลคาไนเซชั่น:ให้ความยืดหยุ่นของวัสดุผ่านการหลอมเหลวแพลตตินัมหรือการหลอมรวมเปอร์ออกไซด์
3. ฟิลด์แอปพลิเคชัน
อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า
ตัวเชื่อมต่อนำไฟฟ้า:เปลี่ยนขั้วต่อโลหะแบบดั้งเดิมเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อวงจรที่ยืดหยุ่น
การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า:ใช้สำหรับการปิดผนึกแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นแชสซีตู้และที่พักพิง
ส่วนประกอบป้องกันการต้าน:ถาดป้องกันการป้องกันและวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับการผลิตส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์
อุปกรณ์สื่อสาร
สถานีฐาน 5G:ใช้สำหรับการปิดผนึกเสาอากาศและการป้องกันตัวกรอง
เทอร์มินัลมือถือ:คีย์และการปิดผนึกอินเทอร์เฟซของโทรศัพท์มือถือและแท็บเล็ต
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์
เซ็นเซอร์:การปิดผนึกนำไฟฟ้าสำหรับเซ็นเซอร์ความดันและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ
ตัวเชื่อมต่อแรงดันสูง:แมวน้ำนำไฟฟ้าสำหรับชุดแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่
การบินและอวกาศ
การปิดผนึกยานอวกาศ:ใช้สำหรับการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและการปิดผนึกของดาวเทียมและยานอวกาศ
ส่วนประกอบที่ทนต่อรังสี:วัสดุการปิดผนึกนำไฟฟ้าในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูง
อุปกรณ์การแพทย์
อวัยวะเทียม:การปิดผนึกนำไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นหัวใจและเครื่องประสาท
อุปกรณ์ที่สวมใส่ได้:ขั้วไฟฟ้านำไฟฟ้าที่ยืดหยุ่นและไบโอเซนเซอร์
4. ความท้าทายทางเทคนิคและแนวโน้มการพัฒนา
ความท้าทายทางเทคนิค
ความสมดุลระหว่างการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติเชิงกล:การนำไฟฟ้าสูงต้องใช้เนื้อหาฟิลเลอร์สูง แต่จะลดความแข็งแรงของแรงดึงและการยืดตัว
เสถียรภาพระยะยาว:ฟิลเลอร์โลหะจะถูกออกซิไดซ์ได้อย่างง่ายดายและการเคลือบต่อต้านออกซิเดชั่นหรือฟิลเลอร์คอมโพสิตต้องได้รับการพัฒนา
การควบคุมต้นทุน:ผงเงินมีราคาแพงและทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำเช่นผงทองแดงเคลือบนิกเกิลต้องได้รับการส่งเสริม
แนวโน้มการพัฒนา
มัลติฟังก์ชั่น:การพัฒนาวัสดุบูรณาการมัลติฟังก์ชั่นเช่นตัวนำนำไฟฟ้านำไฟฟ้าความร้อน, สารต้านการตายและต้านเชื้อแบคทีเรีย
นาโนเทคโนโลยี:ใช้วัสดุนาโนเช่นกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอนเพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติเชิงกล
การป้องกันสิ่งแวดล้อม:ใช้สารเคลือบผิวที่ใช้น้ำและสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนเพื่อให้เป็นไปตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมเช่น ROHS และการเข้าถึง
การผลิตอัจฉริยะ:เมื่อรวมกับการพิมพ์ 3 มิติและสายการผลิตอัตโนมัติการผลิตที่ปรับแต่งและมีประสิทธิภาพจะทำได้
5. ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ทั่วไป
ปุ่มซิลิโคนนำไฟฟ้า
ใช้ในการควบคุมระยะไกลเครื่องคิดเลข ฯลฯ เพื่อให้ได้สวิตช์เปิดผ่านแรงบีบอัด
ความแข็ง 40 ~ 60 Shore A, ความต้านทาน10² ~ 10⁴Ω· cm
แถบยางนำไฟฟ้า
ใช้สำหรับการปิดผนึกตัวเรือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีทั้งฟังก์ชั่นนำไฟฟ้าและกันน้ำ
ความต้านทานระดับเสียง<10 Ω·cm, temperature resistance -50℃~200℃.
แผ่นป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า
Used for EMI shielding of chassis and cabinets, shielding effectiveness >60 dB (10 MHz ~ 18 GHz)
แผงวงจรที่ยืดหยุ่น
ใช้ในอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้และจอแสดงผลที่ยืดหยุ่นเพื่อให้ได้ค่าการนำไฟฟ้าที่มั่นคงภายใต้เงื่อนไขการดัด
ความหนา 0. 1 ~ 1 มม., ความต้านทานของชั้นนำไฟฟ้า<10⁻³ Ω·cm.