فیلم PEEK پر شده با کربن (فیلم ریخته گری پلی اتر اترکتونی پر شده با فیبر کربن خرد شده) از رزین PEEK ترموپلاستیک نیمه کریستالی با کارایی بالا به عنوان ماتریس خود استفاده می کند. با فیبر کربن خرد شده مبتنی بر PAN ترکیب می‌شود و به طور مداوم از طریق فرآیند اکستروژن قالب‌گیری تخت T-die تشکیل می‌شود تا یک ماده فیلم مهندسی-پلاستیک سیاه رنگ تولید کند.
فیلم PEEK پر شده با کربن خواص اساسی PEEK بکر را حفظ می کند، از جمله مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر هیدرولیز و مقاومت در برابر تشعشع. در همین حال، به بهبودهای قابل توجهی در سفتی، هدایت حرارتی، مقاومت در برابر سایش خود روانکاری و پایداری ابعادی دست می یابد. این ماده ویژگی های نیمه هادی و عملکرد پایه ای محافظ الکترومغناطیسی را نشان می دهد. در درجه اول برای شرایط خدماتی شامل سایش در دمای بالا، اتلاف گرما، طراحی سبک وزن، محیط‌های خلاء، هوافضا، انرژی‌های نو و کاربردهای ماشین‌آلات دقیق مناسب است.
فیلم PEEK با فیبر کربن یک فیلم کامپوزیت سیاه پیوسته است که از گلوله‌های رزین PEEK با درجه اکستروژن ترکیب شده با الیاف کربن خرد شده و سپس ریخته‌گری و بازپخت در دمای بالا تولید می‌شود. سه نوع پرکننده اصلی موجود است: CF10، CF20 و CF30.
درجه کم پر شدن CF10 کمترین ویسکوزیته مذاب و جریان پذیری مطلوب را دارد، بنابراین ساده ترین درجه برای تولید فیلم ریختگی (0.05-0.3 میلی متر) است. دارای الیاف شناور کمی بر روی سطح است، چقرمگی معقول را حفظ می کند و در برابر شکنندگی مقاومت می کند. تاب خوردگی پس از برش قالب نسبتاً جزئی است و تعادل خوبی از تقویت و چقرمگی ایجاد می کند.
کاستی ها: افزایش سختی محدود، کاهش جزئی در ضریب انبساط حرارتی، بهبود متوسط در مقاومت در برابر سایش، و افزایش اندک در هدایت الکتریکی و حرارتی.
CF20 ویسکوزیته مذاب متوسطی را نشان می‌دهد و می‌تواند به‌طور پایدار در لایه‌هایی (0.10-0.40 میلی‌متر) ریخته شود. در مقایسه با CF10، مدول، مقاومت در برابر سایش، هدایت حرارتی و پایداری ابعادی آن به طور قابل توجهی بهبود یافته است. شکنندگی به سطح CF30 نرسیده است و فیلم همچنان تحمل خمش قابل قبولی را حفظ کرده است. CF20 بهترین تعادل کلی را بین عملکرد جامع مواد و قابلیت پردازش فیلم بازیگران فراهم می کند.
CF30 بالاترین تقویت، مقاومت در برابر سایش و هدایت حرارتی را ارائه می دهد. با این حال، ویسکوزیته مذاب به طور قابل توجهی افزایش می یابد و تولید پایدار فیلم های ریخته گری فوق نازک را دشوار می کند. تولید قابل اعتماد به ضخامت ≥0.25 میلی متر محدود می شود. این لایه شکنندگی بسیار بیشتری را نشان می‌دهد و ممکن است در زیر خمش جزئی، ریزترک‌ها ایجاد شوند. خطر تاب برداشتن پس از قالب گیری به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و کنترل الیاف شناور سطحی چالش برانگیز می شود. گلوله پایه CF30 در حال حاضر دارای کشیدگی بسیار کم در هنگام شکست است. پس از پردازش به لایه نازک گیج، آزاد شدن تنش پسماند داخلی به طور قابل توجهی احتمال تاب خوردگی را در طول عملیات قالب گیری پایین دست افزایش می دهد.
اصل اساسی برای این تفاوت‌ها این است که بارگذاری فیبر کربن بیشتر، ویسکوزیته مذاب را افزایش می‌دهد. در پردازش فیلم ریختگی، رزین مذاب به طور یکنواخت از قالب شکاف پخش می شود و در یک سری از غلتک های خنک کننده کشیده می شود. فرمولاسیون های پر پر شده در معرض ترک ها، حفره های سطحی و عیوب الیاف شناور هستند که در معرض کشش کششی قرار گیرند.
توجه: این توضیحات فقط برای فیلم‌های ریخته‌شده پر شده از فیبر کربن خرد شده اعمال می‌شود. پیش‌آهنگ‌های پیوسته فیبر کربن، و همچنین درجات آنتی‌استاتیک اختصاصی ESD مستثنی هستند. فیلم PEEK معمولی خرد شده پر از فیبر کربن معادل فیلم اختصاصی آنتی استاتیک ESD نیست. محدوده مقاومت آن ناپایدار است و نمی توان آن را مستقیماً به عنوان یک ماده ضد الکتریسیته ساکن درجه نیمه هادی به کار برد.
گوانگژو ایده آل تولید فیلم PEEK پر شده با فیبر کربن را در سال 2014 آغاز کرد. در بیش از ده سال گذشته، ما تجهیزات تولید را ارتقا داده ایم، گردش کار تولید را بهینه کرده ایم و رویه های رسمی کنترل کیفیت را ایجاد کرده ایم. کنترل‌های سختگیرانه در هر مرحله اجرا می‌شوند: بازرسی ورودی گلوله‌های مرکب، نظارت همزمان همزمان در طول تولید، و آزمایش نهایی آزمایشگاهی در کارخانه.
1. بازرسی مواد خام ورودی:
الف. یک دستگاه رطوبت سنج کارل فیشر برای تجزیه و تحلیل رطوبت مواد خام استفاده می شود. ما میزان رطوبت گلوله های اصلاح شده را در ≤0.02٪ کنترل می کنیم تا از نقص حباب و سوراخ سوزنی در فیلم های نهایی جلوگیری کنیم.
ب. ما یک آزمایش باقیمانده خاکستر کوره صدا خفه کن (تقلیس در دمای 580-600 درجه سانتیگراد) برای اندازه گیری بارگیری فیبر کربنی انجام می دهیم. انحراف مجاز بین محتوای پرکننده اندازه گیری شده و مشخصات اسمی ≤±0.5wt٪ است.
ج. پس از ترکیب دو مارپیچ برای آماده سازی نمونه، الیاف کربن از طریق پیرولیز جدا می شوند. طول فیبر در زیر میکروسکوپ نوری شمارش می‌شود تا محدوده طول فیبر حفظ شده در هدف 0.2 تا 0.6 میلی‌متر تأیید شود و خرد شدن بیش از حد فیبر شناسایی شود.
2. فیلم PEEK با فیبر کربن به صورت آنلاین بازرسی خط تولید بلادرنگ:
الف. پایش ضخامت آنلاین: ضخامت سنج پرتو β یا ضخامت سنج بدون تماس لیزری اسکن عرضی مداوم را در عرض کامل رول انجام می دهد. منحنی های ضخامت در زمان واقعی ایجاد می شوند و بخش های خارج از تحمل به طور خودکار پرچم گذاری می شوند. این از تنظیم دقیق حلقه بسته لبه قالب پشتیبانی می کند. مناسب برای تولید فیلم بازیگران پیوسته در محدوده 0.1 تا 0.5 میلی متر؛ تحمل ضخامت در 0.01-0.03 ± میلی متر است.
ب. سیستم بازرسی سطح بصری CCD آنلاین: دوربین‌های صنعتی با سرعت بالا عیوب سطحی از جمله نقاط سیاه، ذرات سوخته، سوراخ‌ها، خراش‌های طولی و الیاف شناور را شناسایی می‌کنند. مکان های نقص از طریق علامت گذاری جوهر افشان مشخص می شوند. بخش های وب معیوب را می توان در عملیات سیم پیچ بعدی حذف کرد. محدودیت‌ها: بازرسی CCD نمی‌تواند زباله‌های فلزی تعبیه‌شده زیرسطحی یا حفره‌های ریز داخلی را شناسایی کند. فقط سطح فیلم بیرونی را بررسی می کند.
ج. بازرسی آنلاین اشعه ایکس: تشخیص عیب آنلاین با اشعه ایکس، فیلم را از نظر ذرات فلزی سخت جاسازی شده غربال می‌کند. این یک تجهیزات اختیاری پیشرفته است و یک پیکربندی استاندارد برای همه مراحل تولید نیست.
3. آزمایشات آزمایشگاهی محصول نهایی خارج از خط:
الف. بازرسی ابعاد و ظاهر: ضخامت فیلم با میکرومتر دیجیتال اندازه گیری می شود. عرض، طول و رول انتهایی با استفاده از قوانین اندازه گیری فولادی بررسی می شوند. کیفیت سطح با مشاهده بصری همراه با بررسی استریومیکروسکوپ برای ارزیابی شدت فیبر شناور ارزیابی می شود. تمایز بین بافت سطح کم رنگ و الیاف شناور بیرون زده در معرض دید قرار می گیرد. خراش های سطحی و عیوب نقطه سیاه به طور رسمی ثبت می شوند.
ب. تشخیص ریزساختار: نمونه ها برای تجزیه و تحلیل مقطع متالوگرافی آماده می شوند. ما پراکندگی فیبر کربن را ارزیابی می کنیم، تراکم فیبر را بررسی می کنیم و تخلخل داخلی را کمی می کنیم. هدف کنترل داخلی ما برای تخلخل زیر 2 درصد است. ما همچنین برای بقایای فلزی ریز تعبیه شده غربال می کنیم. DSC (کالریمتری اسکن تفاضلی) برای آزمایش دمای پیک ذوب، تبلور و دمای انتقال شیشه (Tg) استفاده می شود. بلورینگی داخلی در 25-32٪ کنترل می شود. تغییرات بلورینگی دسته به دسته برای ارزیابی اثربخشی عملیات بازپخت کنترل می شود.
ج. آزمایش خواص مکانیکی: مطابق با ISO527-3، مدول کششی، استحکام شکست و ازدیاد طول در هنگام شکست به طور جداگانه در امتداد جهت ماشین اکستروژن (MD) و جهت عرضی (TD) آزمایش می‌شوند. نسبت مدول MD-به-TD محاسبه می شود، با یک حد کنترل داخلی ≤1.6 برای مدیریت ناهمسانگردی.
ت. ارزیابی تنش داخلی باقیمانده از طریق آزمایش تاب خوردگی قالب: نمونه های فیلم PEEK با فیبر C مربعی 100×100 میلی متری را آماده کنید، آنها را آزادانه روی یک صفحه شیشه ای صاف قرار دهید و اجازه دهید به مدت 24 ساعت در دمای اتاق استراحت کنند. ارتفاع قوس گوشه هر نمونه اندازه گیری می شود. برای گریدهای استاندارد غیر آنیل شده، حداکثر ارتفاع قوس مجاز ≤6 میلی متر است. برای نمرات دقیق آنیل شده آفلاین، ارتفاع قوس باید ≤2 تا 3 میلی متر باشد.
E. آزمایش ویژگی حرارتی: دمای انحراف حرارتی (HDT، ISO75) و ضریب انبساط حرارتی (CTE) در هر دو جهت MD و TD اندازه‌گیری می‌شوند تا پایداری ابعادی را در چرخه‌ای با دمای بالا و پایین ارزیابی کنند.
F. تست اصطکاک و مقاومت در برابر سایش: آزمایش سایش تابر برای تعیین ضریب اصطکاک و نرخ سایش برای ارزیابی عملکرد مقاومت در برابر سایش انجام می‌شود.
الف. تجزیه و تحلیل مقطع متالوگرافی و آزمایش کشش، بازرسی های نمونه گیری مخرب هستند. آنها نمی توانند تضمین کنند که هر موقعیت روی کل رول بدون نقص است.
ب. تشخیص آنلاین عیب فلزی اشعه ایکس، تجهیزات اختیاری ممتاز است. فیلتراسیون مذاب به تنهایی نمی تواند 100 درصد خطر ناشی از آلاینده های خارجی فلزی را از بین ببرد.
ج. آزمون تاب خوردگی فقط ارزیابی غیرمستقیم تنش داخلی باقیمانده را ارائه می دهد. هیچ روش آزمایش مستقیمی برای بدست آوردن مقدار تنش پسماند عددی وجود ندارد.
D. ناهمسانگردی MD-TD را فقط می توان بر روی نمونه های نمونه برداری شده ارزیابی کرد. فرآیند تولید فیلم بازیگران نمی تواند این رفتار ناهمسانگرد ذاتی را به طور کامل حذف کند.
با اجرای رویه‌های کنترل کیفیت فوق‌الذکر، فیلم PEEK پر شده با کربن ما دارای سطوح صاف و صاف در هر دو طرف، با روکش مشکی مات یکنواخت و رنگ ثابت در سراسر وب است.
1. بدون عیب تأثیرگذار بر کیفیت مانند لکه‌های سیاه سخت ناشی از تجمع کربن، حباب‌ها، سوراخ‌های سوزنی، ترک‌های ضخیم، خراش‌های عمیق، لکه‌های روغن یا اجزای خارجی.
2. وجه های انتهایی رول تمیز و بدون تلسکوپی یا لایه های رول نامناسب هستند. سیم پیچ یکنواخت و محکم است. یک فیلم محافظ جداکننده بین لایه های زخم متوالی قرار می گیرد.
3. لکه های سیاه برآمده سخت، آخال های سخت فلزی جاسازی شده، سوراخ های نافذ، خراش های مداوم، حباب ها و چین و چروک ها مجاز نیستند.
4. نتایج آزمایش ضخامت، عملکرد مکانیکی و محتوای خاکستر در یک دسته تولید در محدوده قابل قبولی نوسان دارد.
5. گواهی بازرسی کارخانه COC برای هر دسته صادر می شود که شماره دسته، بارگذاری پرکننده، ضخامت فیلم و داده های کامل تست مکانیکی را ذکر می کند.
| نام محصول | فیلم PEEK پر از کربن |
| مواد | CF10 PEEK، CF20 PEEK، CF30 PEEK |
| رنگ (پرکننده) | مشکی مات یکدست |
| ضخامت معمولی | 12μm، 25μm، 50μm، 100μm، 200μm، 500μm، 1mm |
| عرض | 300 میلی متر، 500 میلی متر، 620 میلی متر، 1000 میلی متر از هر شکاف سفارشی با عرض باریک پشتیبانی می کند |
| طول | رول های 50 متری، 100 متری، بلند و کوتاه را می توان در صورت نیاز سفارشی کرد |
| نمونه | مورد مذاکره قرار گیرد |
| گواهینامه ها | ISO9001:2012 |
| خدمات پشتیبانی | برش، لمینیت، پردازش قالب، انواع مختلف محصولات نهایی واشر تک تکه را می توان سفارشی کرد |
1. هدایت حرارتی: PEEK خالص دارای رسانایی حرارتی تنها 0.29 W/(m·K) است. CF10 به 0.5-0.7 W/(m·K) می رسد، در حالی که CF30 به 0.8-1.2 W/(m·K) می رسد و راندمان اتلاف گرما را 3 تا 4 برابر بیشتر از PEEK خالص ارائه می دهد.
2. ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین (CTE). اسکلت فیبر کربن تغییر شکل حرارتی رزین را محدود می کند و حداقل انحراف ابعادی را در طول چرخه حرارتی تضمین می کند.
3. پس از عملیات بازپخت و شکل دهی، فیلم به نرخ انقباض حرارتی ≤0.5% در دمای 260 درجه سانتیگراد دست می یابد و دقت ابعادی پایدار را برای واشرهای بسیار نازک دقیق حفظ می کند.
1. این ماده دارای خود روانکاری ذاتی برتر است، با ضریب اصطکاک بیش از 40٪ کمتر از PEEK خالص. از عملکرد پایدار طولانی مدت بدون روغن کاری روغن پشتیبانی می کند.
2. مقاومت خستگی فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌کند و در برابر ترک خوردگی یا شکستگی تحت لغزش متقابل و فشرده‌سازی مکرر مقاومت می‌کند.
3. محدودیت ها: فیلم PEEK پر شده با کربن دارای چقرمگی کمتری نسبت به فیلم PEEK طبیعی پر نشده با افزایش شکنندگی است، که آن را برای سناریوهایی که شامل خمش زیاد یا تنش ضربه ای مکرر هستند نامناسب می کند.
4. تحت لغزش شدید رفت و برگشتی طولانی مدت، فیلم ممکن است ردیابی بقایای الیاف سخت ایجاد کند، بنابراین برای تماس مستقیم با سطوح ویفر لیتوگرافی با دقت بالا قابل استفاده نیست.
فیبرهای کربن داخلی یک شبکه رسانای پیوسته را تشکیل می دهند که مقاومت سطحی پایداری را در محدوده 10³-108 Ω/sq ارائه می دهد. این ماده ویژگی‌های نیمه رسانا و عملکرد اصلی محافظ EMI را نشان می‌دهد که تداخل الکترومغناطیسی سرگردان ایجاد شده توسط کابل‌ها و ماژول‌های قدرت را جذب و جدا می‌کند.
فیلم PEEK با فیبر کربن رسانایی حرارتی بالا، مقاومت در برابر سایش عالی، عملکرد محافظ الکترومغناطیسی و پایداری خلاء را ادغام می کند و از کاربردهای صنعتی گسترده به شرح زیر پشتیبانی می کند:
این به عنوان یک فیلم محافظ EMI برای کابل های هوابرد عمل می کند، جایگزین فویل های مسی و آلومینیومی سنتی می شود و وزن اجزا را تا بیش از 30٪ کاهش می دهد. این به عنوان پوشش عایق مقاوم در برابر روغن در دمای بالا برای محفظه موتور هواپیما عمل می کند و در برابر خوردگی ناشی از سوخت هواپیما و مایع هیدرولیک مقاومت می کند. ویژگی‌های مقاوم در برابر تشعشع و گازهای خروجی کم آن، آن را برای عایق‌سازی ماژول‌های خلاء ماهواره‌ای تحت اختلاف دمای شدید فضا ایده‌آل می‌کند. همچنین برای واشرهای کشویی مقاوم در برابر سایش در مکانیزم های انتقال دقیق هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می شود.
فیلم PEEK پر شده با فیبر کربن به طور گسترده ای در فرآیندهای نیمه هادی استفاده می شود که با گازهای خروجی کم، بارش یون کم، رسانایی حرارتی بالا و پایداری ابعادی خلاء-دمای بالا پایدار است. کاربردهای معمولی شامل پوشش عایق با دمای بالا برای حکاکی، PVD، CVD و تمیز کردن محفظه‌های خلاء پلاسما است. واشرهای فوق نازک مقاوم در برابر سایش رسانای حرارتی برای وسایل انتقال ویفر. فیلم های عایق حرارتی برای حلقه های نگهدارنده CMP. و پوشش رسانای حرارتی مقاوم در برابر سایش برای میزهای تست تراشه با دمای بالا.
برای فیلم های آستر کشویی خود روان کننده برای راهنماهای خطی و غلتک های نوار نقاله با سرعت بالا، فیلم های آزاد کننده با دمای بالا برای قالب های تزریق و پرس گرم، ورق های آب بندی مقاوم در برابر حرارت و روغن برای شیرهای هیدرولیک و بدنه پمپ، و پدهای عایق حرارتی ضد اصطکاک برای جلوگیری از اصطکاک حرارتی برای اتصالات ربات استفاده می شود.
مناسب برای پوشش عایق حرارتی محفظه های خلاء دستگاه های میکروسکوپ الکترونی و پوشش نوری، واشرهای ثابت مقاوم در برابر خوردگی در دمای بالا برای تجهیزات تست فیزیکی و شیمیایی، و فیلم های محافظ ضد تشعشع برای ابزارهای تشخیص هسته ای.
1. فرآیندهای نیمه هادی با خلوص فوق العاده بالا که شامل تماس مستقیم ویفر است، جایی که ریزش زباله های کربن ممکن است باعث آلودگی سطح شود.
2. کاربردهایی که به عملکرد پایدار ESD در محدوده 106-109Ω/sq نیاز دارند، زیرا این ماده دارای نوسانات مقاومتی کنترل نشده و گسترده است و نمی تواند الزامات اتلاف استاتیکی استاندارد را برآورده کند.
3. قطعاتی که به دلیل شکنندگی ذاتی و کشیدگی کم در هنگام شکست، به خمش مکرر و انعطاف پذیری نیاز دارند.
4. اجزای شفاف نوری، زیرا فیلم کاملا سیاه و مات است.
5. برنامه های کاربردی ورق بدون تاب و صافی فوق العاده بالا. فرآیند ریخته گری جهت گیری ذاتی الیاف را ایجاد می کند. بازپخت تنها استرس باقیمانده را کاهش می‌دهد و نمی‌تواند به انحراف کامل صفر برسد. صافی فوق العاده بالا به فرز دقیق دو طرفه CNC اضافی نیاز دارد.
6. شرایط کار با محیط های اکسید کننده قوی مانند اسید سولفوریک غلیظ که باعث خوردگی بستر PEEK می شود.
A1: برای محدوده ضخامت جریان اصلی 0.1-0.5 میلی متر، درجه صنعتی عمومی تحمل ضخامت 0.02-0.04 ± میلی متر را ارائه می دهد، در حالی که درجه دقت به 0.01-0.03 ± میلی متر می رسد. تحمل عرض رول ± 2 میلی متر و تحمل ورق برش ± 1 میلی متر است. گیج های بسیار نازک زیر 0.1 میلی متر استانداردهای تحمل آرام را اتخاذ می کنند که با توافق فنی تأیید شده است.
A2: تاب خوردگی پس از برش قالب عمدتاً ناشی از فشار داخلی باقیمانده قفل شده ایجاد شده در طی ریخته گری اکستروژن و همچنین انقباض ناهمسانگرد ناشی از جهت گیری فیبر کربن جهت ماشین است. گریدهای بازپخت آفلاین به طور موثر خطرات تاب خوردگی را کاهش می دهند، اگرچه ناهمسانگردی ذاتی مواد را نمی توان به طور کامل حذف کرد. مشتریانی که نیاز به پردازش فوق العاده دقیق دارند، می توانند آنیل ثانویه را برای تثبیت بیشتر صافی در محل اجرا کنند.
A3: برای به حداقل رساندن تنش پسماند و ناهمسانگردی فیلم PEEK پر از کربن ریخته‌گری، کنترل‌های فرآیند اصلی از جمله خنک‌سازی آهسته گرادیان را به‌جای خاموش کردن سریع، کشش کم، پیکربندی پیچ بهینه‌شده با برش کم، و عملیات بازپخت آفلاین حرفه‌ای اتخاذ می‌کنیم. سیستم QC ما به شدت نسبت مدول MD-TD و سطح تاب خوردگی قالب را کنترل می کند. توجه داشته باشید که ناهمسانگردی ذاتی مواد را فقط می توان کاهش داد، نه به طور کامل حذف کرد.
A4: عرض رول اصلی بین 300 تا 650 میلی متر است و می توان آن را به عرض های باریک سفارشی تقسیم کرد. طول رول بسته به ضخامت متفاوت است: لایه‌های نازک 0.1-0.25 میلی‌متر معمولاً 25 تا 50 متر در هر رول هستند و فیلم‌های با ضخامت متوسط 0.3 تا 0.5 میلی‌متر 50 تا 100 متر در هر رول هستند که همگی مجهز به هسته‌ای با قطر داخلی 76 میلی‌متر هستند.
A5: فیلم استاندارد PEEK پر از کربن دارای مقاومت نیمه رسانا با دامنه وسیع ناپایدار 10³-105 Ω/sq است. این یک ماده استاتیکی اتلاف کننده رسمی با کنترل ESD نیست و نمی تواند مقاومت پایدار را در محدوده استاندارد 106-104 Ω/sq ESD حفظ کند. فیلم PEEK تثبیت شده با ESD برای کاربردهای رسمی ESD نیمه هادی مورد نیاز است.
A6: خیر. فیلم استاندارد PEEK پر از کربن، ذرات ریز کربن را تحت لغزش اصطکاکی می ریزد و در تماس مستقیم با ویفرها باعث آلودگی جدی می شود. این ماده فقط برای آسترهای سایش غیر تماسی و شیم های جداسازی داخل تجهیزات نیمه هادی مناسب است. اجزای دقیق تماس ویفر باید از مواد ESD PEEK درجه نیمه هادی با خلوص بالا ساخته شوند.
