Uhlíkom plnená PEEK fólia (polyéteréterketónová liata fólia plnená nasekanými uhlíkovými vláknami) používa ako matricu semikryštalickú vysokoúčinnú termoplastickú PEEK živicu. Je zmiešaný s nasekanými uhlíkovými vláknami na báze PAN a nepretržite tvarovaný procesom extrúzie s plochým lisovaním v tvare T na výrobu čierneho technického plastového filmového materiálu.
Uhlíková PEEK fólia si zachováva základné vlastnosti panenského PEEKu, vrátane odolnosti voči vysokým teplotám, chemickej odolnosti, odolnosti voči hydrolýze a odolnosti voči žiareniu. Zároveň dosahuje podstatné zlepšenia v tuhosti, tepelnej vodivosti, samomaznej odolnosti proti opotrebovaniu a rozmerovej stálosti. Materiál má polovodičové vlastnosti a základné vlastnosti elektromagnetického tienenia. Je primárne vhodný pre prevádzkové podmienky zahŕňajúce vysokoteplotné opotrebenie, odvod tepla, ľahkú konštrukciu, vákuové prostredie, letecký priemysel, nové energetické aplikácie a aplikácie v precíznych strojoch.
PEEK Film s uhlíkovými vláknami je súvislá čierna kompozitná fólia vyrobená z vytláčaných peliet PEEK živice zmiešaných s nasekanými uhlíkovými vláknami, po ktorých nasleduje odlievanie a žíhanie pri vysokej teplote. K dispozícii sú tri hlavné triedy plniva: CF10, CF20 a CF30.
CF10 low-fill grade má najnižšiu viskozitu taveniny a optimálnu tekutosť, takže je to najjednoduchšia trieda na výrobu liateho filmu (0,05-0,3 mm). Má málo plávajúcich vlákien na povrchu, zachováva si primeranú húževnatosť a odoláva krehkosti. Deformácia po vyrezaní je relatívne malá a poskytuje dobrú rovnováhu zosilnenia a húževnatosti.
Nedostatky: obmedzené zvýšenie tuhosti, mierne zníženie koeficientu tepelnej rozťažnosti, mierne zlepšenie odolnosti proti opotrebovaniu a mierne zvýšenie elektrickej a tepelnej vodivosti.
CF20 vykazuje miernu viskozitu taveniny a môže byť stabilne odlievaný do filmov (0,10-0,40 mm). V porovnaní s CF10 sa výrazne zlepšil jeho modul, odolnosť proti opotrebeniu, tepelná vodivosť a rozmerová stabilita. Krehkosť nedosiahla úroveň CF30 a fólia si stále zachováva prijateľnú toleranciu ohybu. CF20 poskytuje najlepšiu celkovú rovnováhu medzi komplexným materiálovým výkonom a spracovateľnosťou liateho filmu.
CF30 poskytuje najvyššiu výstuž, odolnosť proti opotrebovaniu a tepelnú vodivosť. Viskozita taveniny však výrazne stúpa, čo sťažuje stabilnú výrobu ultratenkých liatych filmov; spoľahlivá výroba je obmedzená na hrúbky ≥0,25 mm. Film vykazuje výrazne zvýšenú krehkosť a pri miernom ohnutí sa môžu vytvárať mikrotrhlinky. Riziko deformácie po vysekávaní výrazne stúpa a kontrola povrchových plávajúcich vlákien sa stáva náročným. Základná peleta CF30 má už pri pretrhnutí veľmi nízku ťažnosť. Po spracovaní na tenkovrstvú fóliu uvoľnenie vnútorného zvyškového napätia výrazne zvyšuje pravdepodobnosť deformácie pri následných vysekávacích operáciách.
Základným princípom týchto rozdielov vlastností je, že vyššie zaťaženie uhlíkovými vláknami zvyšuje viskozitu taveniny. Pri spracovaní liateho filmu sa roztavená živica rovnomerne rozprestiera zo štrbinovej matrice a ťahá sa cez sériu chladiacich valcov. Formulácie s vysokou náplňou sú náchylné na praskliny, povrchové jamky a plávajúce defekty vlákien, keď sú vystavené ťahovému ťahu.
Poznámka: Tento opis sa vzťahuje len na liate filmy naplnené uhlíkovými vláknami; kontinuálne predimpregnované lamináty z uhlíkových vlákien sú vylúčené, rovnako ako špeciálne antistatické typy ESD. Bežná nasekaná PEEK fólia naplnená uhlíkovými vláknami nie je ekvivalentná špeciálnej ESD antistatickej fólii. Jeho rozsah odporu je nestabilný a nemožno ho priamo použiť ako polovodičový antistatický materiál.
Guangzhou Ideal spustil výrobu PEEK fólie plnenej uhlíkovými vláknami v roku 2014. Za posledných viac ako desať rokov sme zmodernizovali výrobné zariadenia, optimalizovali výrobné pracovné postupy a zaviedli formálne postupy kontroly kvality. V každej fáze sú implementované prísne kontroly: vstupná kontrola zložených peliet, synchrónne monitorovanie v reálnom čase počas výroby a záverečné laboratórne testovanie v továrni.
1. Vstupná kontrola surovín:
A. Na analýzu obsahu vlhkosti surovín sa používa Karl Fischer tester vlhkosti. Obsah vlhkosti modifikovaných peliet kontrolujeme na ≤ 0,02 %, aby sme zabránili vzniku bubliniek a defektov v hotových filmoch.
B. Vykonávame test zvyškov popola v muflovej peci (kalcinácia pri 580-600 °C) na meranie zaťaženia plniva uhlíkovými vláknami. Prípustná odchýlka medzi nameraným obsahom plniva a nominálnou špecifikáciou je ≤ ± 0,5 % hmotn.
C. Po dvojzávitovkovom zmiešaní na prípravu vzorky sa uhlíkové vlákna oddelia pyrolýzou. Dĺžky vlákien sa počítajú pod optickým mikroskopom, aby sa potvrdil cieľový rozsah dĺžky vlákna 0,2–0,6 mm a aby sa identifikovalo nadmerné drvenie vlákien.
2. PEEK Film s uhlíkovými vláknami On-line kontrola výrobnej linky v reálnom čase:
A. On-line monitorovanie hrúbky: hrúbkomer β-lúčov alebo laserový bezkontaktný hrúbkomer vykonáva nepretržité priečne skenovanie cez celú šírku kotúča; vygenerujú sa krivky hrúbky v reálnom čase a automaticky sa označia časti mimo tolerancie. To podporuje jemné nastavenie okraja lisovnice v uzavretej slučke. Vhodné na výrobu kontinuálneho liateho filmu v rozsahu 0,1–0,5 mm; tolerancia hrúbky je udržiavaná na ±0,01-0,03 mm.
B. Online systém vizuálnej kontroly povrchu CCD: vysokorýchlostné priemyselné kamery identifikujú povrchové defekty vrátane čiernych škvŕn, spálených častíc, dier, pozdĺžnych škrabancov a plávajúcich vlákien. Miesta defektov sú označené atramentovým značením; chybné segmenty tkaniny môžu byť odstránené v nasledujúcich operáciách navíjania. Obmedzenia: CCD kontrola nedokáže odhaliť podpovrchové kovové úlomky alebo vnútorné mikrodutiny; skúma iba vonkajší povrch filmu.
C. Online röntgenová kontrola: Online röntgenová detekcia chýb preverí film, či neobsahuje vložené tvrdé kovové častice. Toto je voliteľné vybavenie vyššej kategórie a nie je štandardnou konfiguráciou pre všetky výrobné série.
3. Laboratórne testovanie hotového výrobku mimo prevádzky:
A. Kontrola rozmerov a vzhľadu: hrúbka filmu sa meria digitálnym mikrometrom; šírka, dĺžka a čelo valca sa kontroluje pomocou oceľových meracích pravidiel. Kvalita povrchu sa hodnotí vizuálnym pozorovaním kombinovaným s vyšetrením stereomikroskopom na vyhodnotenie závažnosti plávajúcich vlákien; rozlišuje sa medzi slabou povrchovou štruktúrou a vyčnievajúcimi obnaženými plávajúcimi vláknami. Povrchové škrabance a čierne škvrny sú formálne zaznamenané.
B. Detekcia mikroštruktúry: Vzorky sa pripravia na metalografickú analýzu prierezov. Posudzujeme disperziu uhlíkových vlákien, kontrolujeme aglomeráciu vlákien a kvantifikujeme vnútornú pórovitosť. Náš cieľ vnútornej kontroly pre pórovitosť je pod 2 %; tiež triedime jemné kovové nečistoty. DSC (Differential Scanning Calorimetry) sa používa na testovanie maximálnej teploty topenia, kryštalinity a teploty skleného prechodu (Tg). Vnútorná kryštalinita je kontrolovaná v rozmedzí 25-32 %; variácia kryštalinity od šarže k šarži sa monitoruje, aby sa vyhodnotila účinnosť spracovania žíhaním.
C. Skúšanie mechanických vlastností: V súlade s ISO527-3 sa modul v ťahu, pevnosť v pretrhnutí a predĺženie pri pretrhnutí skúšajú oddelene v smere vytláčacieho stroja (MD) a priečnom smere (TD). Vypočíta sa pomer modulu MD k TD s vnútorným kontrolným limitom ≤ 1,6 pre riadenie anizotropie.
D. Vyhodnotenie zvyškového vnútorného napätia pomocou testu deformácie vysekávaním: Pripravte štvorcové PEEK filmy vyplnené uhlíkovými vláknami s rozmermi 100 mm × 100 mm, voľne ich položte na plochú sklenenú platňu a nechajte ich 24 hodín odpočívať pri izbovej teplote. Meria sa výška rohového oblúka každej vzorky. Pre štandardné nežíhané triedy je maximálna povolená výška oblúka ≤6 mm; pre presné offline žíhané triedy musí byť výška oblúka ≤2‑3 mm.
E. Testovanie tepelných vlastností: Teplota deformácie (HDT, ISO75) a koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE) sa merajú v smere MD aj TD, aby sa vyhodnotila rozmerová stabilita pri vysoko- a nízkoteplotných cykloch.
F. Testovanie trenia a odolnosti proti opotrebeniu: Testovanie odolnosti proti opotrebeniu podľa Tabera sa vykonáva na určenie koeficientu trenia a miery opotrebenia pre hodnotenie odolnosti proti opotrebeniu.
A. Metalografická analýza prierezu a ťahové skúšky sú deštruktívne kontroly odberu vzoriek; nemôžu zaručiť, že každá pozícia na celom kotúči je bezchybná.
B. Online röntgenová detekcia kovových defektov je prémiovým voliteľným vybavením. Samotná filtrácia taveniny nemôže eliminovať 100 % rizika stopových kovových cudzích kontaminantov.
C. Skúška deformácie poskytuje iba nepriame hodnotenie zvyškového vnútorného napätia; neexistuje žiadna priama testovacia metóda na získanie číselnej hodnoty zvyškového napätia.
D. Anizotropiu MD‑TD možno hodnotiť len na vzorkách; proces výroby liateho filmu nemôže úplne eliminovať toto inherentné anizotropné správanie.
S implementovanými vyššie uvedenými postupmi kontroly kvality má naša PEEK fólia plnená uhlíkom ploché, hladké povrchy na oboch stranách, s jednotným matným čiernym povrchom a konzistentnou farbou po celej sieti.
1. Žiadne chyby ovplyvňujúce kvalitu, ako sú tvrdé čierne škvrny spôsobené aglomeráciou uhlíka, bubliny, dierky, trhliny cez hrúbku, hlboké škrabance, olejové škvrny alebo cudzie inklúzie.
2. Konce valcov sú čisté, bez teleskopických alebo nesprávne zarovnaných vrstiev valcov. Navíjanie je rovnomerné a tesné; medzi po sebe nasledujúce navinuté vrstvy je vložená separačná ochranná fólia.
3. Tvrdé vyvýšené čierne škvrny, zapustené kovové tvrdé inklúzie, prenikajúce dierky, súvislé škrabance, bubliny a vrásky nie sú povolené.
4. Hrúbka, mechanické vlastnosti a výsledky skúšok obsahu popola v rámci jednej výrobnej šarže kolíšu v prijateľnom rozsahu.
5. Pre každú šaržu sa vydáva osvedčenie o inšpekcii COC, v ktorom je uvedené číslo šarže, náplň plniva, hrúbka filmu a kompletné údaje o mechanickej skúške.
| Názov produktu | PEEK film plnený uhlíkom |
| Materiál | CF10 PEEK, CF20 PEEK, CF30 PEEK |
| Farba (výplň) | Jednotná matná čierna |
| Konvenčná hrúbka | 12 μm, 25 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm, 1 mm |
| šírka | 300 mm, 500 mm, 620 mm, 1 000 mm podporuje akékoľvek prispôsobené rezanie v úzkej šírke |
| Dĺžka | 50m, 100m, dlhé a krátke rolky je možné prispôsobiť podľa potreby |
| vzorka | Na vyjednávanie |
| Certifikáty | ISO9001:2012 |
| Podporné služby | rezanie, laminovanie, spracovanie vysekávaním, rôzne typy hotových výrobkov z jednodielneho tesnenia je možné prispôsobiť |
1. Tepelná vodivosť: Čistý PEEK má tepelnú vodivosť iba 0,29 W/(m·K). CF10 dosahuje 0,5–0,7 W/(m·K), zatiaľ čo CF30 dosahuje 0,8–1,2 W/(m·K), čím poskytuje 3–4 krát vyššiu účinnosť odvádzania tepla ako čistý PEEK.
2. Extrémne nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE). Kostra z uhlíkových vlákien obmedzuje tepelnú deformáciu živice a zaisťuje minimálnu rozmerovú odchýlku počas tepelných cyklov.
3. Po spracovaní žíhaním a tvarovaním dosahuje fólia mieru tepelného zmrštenia ≤ 0,5 % pri 260 °C, pričom si zachováva stabilnú rozmerovú presnosť pre ultratenké presné tesnenia.
1. Materiál sa vyznačuje vynikajúcim vlastným mazaním s koeficientom trenia o viac ako 40% nižším ako čistý PEEK. Podporuje dlhodobú stabilnú prevádzku bez mazania olejom.
2. Poskytuje vynikajúcu odolnosť proti únave a odoláva praskaniu alebo zlomeniu pri vratnom posúvaní a opakovanom stlačení.
3. Obmedzenia: Uhlíkom plnená PEEK fólia má nižšiu húževnatosť ako neplnená prírodná PEEK fólia so zvýšenou krehkosťou, takže je nevhodná pre scenáre zahŕňajúce časté veľké ohybové alebo nárazové namáhanie.
4. Pri dlhodobom extrémnom vratnom posúvaní môže fólia vytvárať stopy tvrdých vlákien, takže nie je použiteľná pre priamy kontakt s povrchmi vysoko presných litografických plátkov.
Vnútorné uhlíkové vlákna tvoria súvislú vodivú sieť, ktorá poskytuje stabilný povrchový odpor v rozsahu 10³–10⁸ Ω/sq. Materiál vykazuje polovodivé vlastnosti a základné tienenie EMI, ktoré absorbuje a izoluje rozptýlené elektromagnetické rušenie generované káblami a napájacími modulmi.
PEEK Film s uhlíkovými vláknami integruje vysokú tepelnú vodivosť, vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu, výkon elektromagnetického tienenia a stabilitu vákua, čím podporuje široké priemyselné aplikácie takto:
Slúži ako tieniaca fólia proti EMI pre vzdušné káble, čím nahrádza tradičnú medenú a hliníkovú fóliu a znižuje hmotnosť komponentov o viac ako 30 %. Pôsobí ako vysokoteplotná, oleju odolná izolačná výstelka pre priestory motora lietadla, odolná voči korózii z leteckého paliva a hydraulickej kvapaliny. Vďaka svojej odolnosti voči žiareniu a nízkej tvorbe plynov je ideálny na izoláciu satelitných vákuových modulov pri extrémnych rozdieloch teplôt v priestore. Používa sa tiež na klzné tesnenia odolné voči opotrebovaniu v presných prevodových mechanizmoch dronov.
Vďaka nízkemu odplynovaniu, nízkym zrážaniu iónov, vysokej tepelnej vodivosti a stabilnej rozmerovej stabilite vo vákuu pri vysokej teplote je PEEK film plnený uhlíkovými vláknami široko používaný v polovodičových procesoch. Typické aplikácie zahŕňajú vysokoteplotné izolačné obloženie pre leptanie, PVD, CVD a plazmové čistenie vákuových komôr; tepelne vodivé ultratenké tesnenia odolné voči opotrebovaniu pre upínacie prípravky na prenos plátkov; Izolačné fólie na odvádzanie tepla pre poistné krúžky CMP; a tepelne vodivé obloženie odolné voči opotrebovaniu pre vysokoteplotné testovacie stolice čipov.
Používa sa na samomazné klzné výstelkové fólie pre vysokorýchlostné lineárne vedenia a dopravníkové valčeky, vysokoteplotné uvoľňovacie fólie pre vstrekovacie a lisovacie formy, tepelne a olejom odolné tesniace fólie pre hydraulické ventily a telesá čerpadiel a antifrikčné tepelné izolačné podložky pre kĺby robotov, aby sa zabránilo akumulácii tepla trením.
Vhodné na tepelnoizolačné obloženie vákuových komôr elektrónového mikroskopu a optického poťahovacieho stroja, vysokoteplotné tesnenia upínacích prípravkov odolných voči korózii pre fyzikálne a chemické testovacie zariadenia a ochranné fólie odolné voči žiareniu pre nástroje na detekciu jadrových zbraní.
1. Procesy polovodičov s mimoriadne vysokou čistotou zahŕňajúce priamy kontakt plátkov, pri ktorých môže uvoľňovanie uhlíkových zvyškov spôsobiť kontamináciu povrchu.
2. Aplikácie vyžadujúce stabilný výkon ESD v rozsahu 10⁶–10⁹ Ω/sq, pretože tento materiál vykazuje nekontrolované, široké kolísanie odporu a nemôže spĺňať štandardné požiadavky na rozptyl statickej elektriny.
3. Komponenty vyžadujúce opakované ohýbanie a flexibilnú pružnosť v dôsledku prirodzenej krehkosti materiálu a nízkeho predĺženia pri pretrhnutí.
4. Optické priehľadné komponenty, pretože film je úplne čierny a nepriehľadný.
5. Aplikácie hárkov s ultra vysokou rovinnosťou s nulovou deformáciou. Proces odlievania vytvára vlastnú orientáciu vlákna; žíhanie iba zmierňuje zvyškové napätie a nemôže dosiahnuť úplnú nulovú deformáciu. Ultra vysoká rovinnosť vyžaduje dodatočné CNC obojstranné presné frézovanie.
6. Pracovné podmienky so silnými oxidačnými médiami, ako je koncentrovaná kyselina sírová, ktoré budú korodovať PEEK substrát.
A1: Pre rozsah hrúbky hlavného prúdu 0,1–0,5 mm poskytuje všeobecná priemyselná trieda toleranciu hrúbky ±0,02–0,04 mm, zatiaľ čo presná trieda dosahuje ±0,01–0,03 mm. Tolerancia šírky kotúča je ±2 mm a tolerancia rezaného listu je ±1 mm. Ultratenké meradlá pod 0,1 mm prijímajú štandardy uvoľnenej tolerancie, ktoré sú potvrdené technickou dohodou.
A2: Deformácia po vysekávaní je spôsobená hlavne zablokovaným zvyškovým vnútorným napätím generovaným počas extrúzneho odlievania, ako aj anizotropným zmršťovaním vyvolaným orientáciou uhlíkových vlákien v smere stroja. Offline žíhané triedy účinne znižujú riziko deformácie, hoci inherentnú anizotropiu materiálu nemožno úplne eliminovať. Zákazníci s požiadavkami na mimoriadne presné spracovanie môžu implementovať sekundárne žíhanie na mieste na ďalšiu stabilizáciu rovinnosti.
Odpoveď 3: Aby sme minimalizovali zvyškové napätie a anizotropiu liateho filmu PEEK naplneného uhlíkom, prijímame riadenie základného procesu vrátane gradientového pomalého chladenia namiesto rýchleho kalenia, nízkeho ťahového napätia, optimalizovanej konfigurácie skrutiek s nízkym strihom a profesionálneho offline žíhania. Náš systém kontroly kvality prísne monitoruje pomer modulu MD-TD a úroveň deformácie vysekávaného materiálu. Všimnite si, že inherentnú anizotropiu materiálu možno len zmierniť, nie úplne odstrániť.
A4: Šírka hlavnej role sa pohybuje od 300 do 650 mm a možno ju ďalej rozrezať na vlastné úzke šírky. Dĺžka kotúča sa líši podľa hrúbky: tenké fólie 0,1 – 0,25 mm majú zvyčajne 25 – 50 m na kotúč a fólie strednej hrúbky 0,3 – 0,5 mm sú 50 – 100 m na kotúč, všetky sú vybavené jadrom s vnútorným priemerom 76 mm.
A5: Štandardná PEEK fólia plnená uhlíkom sa vyznačuje nestabilným polovodičovým odporom v širokom rozsahu 10³–10⁵ Ω/sq. Nie je to formálny elektrostatický disipačný materiál riadený ESD a nedokáže udržať stabilný odpor v rámci štandardného rozsahu ESD 10⁶–10⁹ Ω/sq. Špecializovaná ESD stabilizovaná PEEK fólia je potrebná pre formálne polovodičové ESD aplikácie.
A6: Nie. Štandardná PEEK fólia plnená uhlíkom uvoľňuje jemné uhlíkové mikročastice pri trecom kĺzaní, čo spôsobuje vážne znečistenie pri priamom kontakte s plátkami. Tento materiál je vhodný len pre bezkontaktné opotrebiteľné vložky a izolačné vložky vo vnútri polovodičových zariadení. Presné komponenty s doštičkovým kontaktom musia byť vyrobené z vysoko čistých polovodičových materiálov ESD PEEK.
