Vodivi silikon je polimerni kompozitni materijal s svojstvima elastomera i vodljivim funkcijama. Postiže provodljiva svojstva dodavanjem provodljivih punila (poput metalnih čestica, ugljičnih materijala, vodljivih vlakana itd.) U silikonsku gumenu matricu, zadržavajući fleksibilnost, otpornost na vremenske uvjete i kemijsku stabilnost silikona. Njegove temeljne karakteristike, postupak pripreme i područja primjene su sljedeći:
1. temeljne karakteristike
Vodljiva svojstva
Trodimenzionalna vodljiva mreža nastaje kroz vodljiva punila za postizanje izotropne ili anizotropne vodljivosti.
Volumen otpornosti može biti nizak od 10 ~ 10⁰ ω · cm, a površinski otpor može doseći ispod 10 ω/□ (razina elektromagnetskog oklopa).
Uobičajena vodljiva punila: srebrni prah, bakreni prah, grafitni prah obloženi niklom, ugljična crna, ugljična vlakna, itd.
Mehanička svojstva
Vučna čvrstoća:5 ~ 10 MPa
Izduživanje na pauzi:300%~800%
Tvrdoća (obala a):25 ~ 60 stupnjeva, što se može prilagoditi prema potrebama.
Prilagodljivost okoliša
Raspon temperature:-60 stupanj ~ 200 stupnjeva (posebna formula može doseći 300 stupnjeva)
Vremenski otpor:UV otpornost, otpornost na ozon, otpornost na starenje.
Otpornost na kemijsku koroziju:Dobra tolerancija na kiseline, alkalije, otapala itd.
Elektromagnetsko oklop i performanse brtvljenja
Kad je otpor volumena manji od 10 Ω · cm, ima elektromagnetsku funkciju zaštite, a učinkovitost zaštite može doseći 40 GHz.
Izvrsne performanse brtvljenja vodene pare, pogodne za visoki pritisak i vlažno okruženje.
2. Proces pripreme
Osnovni materijal
Kao osnovna guma koristi se metil vinil silikonska guma (VMQ), a dodaju se dodaci kao što su vulkanizer i sredstvo za umrežavanje.
Odabir vodljivog punila
Metalno punilo:Srebrni prah (najbolja vodljivost, visoki troškovi), bakreni prah (lako oksidira), bakreni prah obloženi niklom (jaka otpornost na oksidaciju, visoke troškove performanse).
Punilo ugljika:Ugljična crna, ugljična vlakna, grafen (niska cijena, umjerena vodljivost).
Kompozitno punilo:Staklene staklene kuglice obložene srebrom, grafit od nikla itd. Uzimajući u obzir vodljivost i troškove.
Miješanje i oblikovanje
Miješanje:Pomiješajte silikonsku gumu, vodljivo punilo i aditive ravnomjerno u unutarnjem mikseru ili otvorenom mikseru.
Postupak oblikovanja:
Kompresijsko oblikovanje:Pogodno za složene strukturne proizvode (poput vodljivih gumba i brtvila).
Ekstruzijsko oblikovanje:Koristi se za proizvodnju kontinuiranih profila (poput vodljivih gumenih traka i crijeva).
3D ispis:Tehnologija u nastajanju posljednjih godina koja može postići prilagođene složene strukture.
Vulkanizacija:Dajte materijalnu elastičnost putem Vulkanizacije platine ili peroksida.
3. Polja aplikacije
Elektronski i električni
Vodivi konektori:Zamijenite tradicionalne metalne konektore kako biste postigli fleksibilni priključak kruga.
Elektromagnetsko oklop:Koristi se za elektromagnetsko brtvljenje elektroničke opreme kao što su šasija, ormarići i skloništa.
Antistatičke komponente:Antistatičke ladice i ambalažni materijali za proizvodnju elektroničkih komponenti.
Komunikacijska oprema
5G osnovne stanice:Koristi se za brtvljenje antene i zaštitu filtra.
Ručni terminali:Ključevi i brtvljenje sučelja mobilnih telefona i tableta.
Automobilska elektronika
Senzori:Provodljivo brtvljenje za senzore tlaka i temperaturne senzore.
Konektori visokog napona:Vodivi brtve za nove pakete za baterije energetskog vozila.
Zrakoplovstvo
Zapečaćenje svemirskih letjelica:koristi se za elektromagnetsko oklop i brtvljenje satelita i svemirskih letjelica.
Komponente otporne na zračenje:Vodivi materijali za brtvljenje u nuklearnim elektranama i okruženju visokog zračenja.
Medicinska oprema
Umjetni organi:Provodljivo brtvljenje pejsmakera i neurostimulatora.
Nosivi uređaji:Fleksibilne vodljive elektrode i biosenzori.
4. Tehnički izazovi i razvojni trendovi
Tehnički izazovi
Ravnoteža između vodljivosti i mehaničkih svojstava:Visoka vodljivost zahtijeva visok sadržaj punila, ali smanjit će vlačnu čvrstoću i produljenje.
Dugoročna stabilnost:Metalna punila se lako oksidiraju, a potrebno je razviti prevlake protiv oksidacije ili kompozitna punila.
Kontrola troškova:Srebrni prah je skup, a potrebno je promovirati niskobudžetne alternative poput bakrenog praha obloženog niklom.
Razvojni trendovi
Multifunkcionalnost:Razvoj multifunkcionalnih integriranih materijala kao što su vodljivi, termički vodljivi,-retardantni i antibakterijski.
Nanotehnologija:Koristite nanomaterijal poput grafena i ugljikovih nanocjevčica za poboljšanje vodljivosti i mehaničkih svojstava.
Zaštita okoliša:Koristite vodene vodljive premaze i retardate plamena bez halogena kako biste ispunili ekološke propise kao što su ROHS i Reach.
Pametna proizvodnja:U kombinaciji s 3D ispis i automatiziranim proizvodnim linijama postiže se prilagođena i učinkovita proizvodnja.
5. Tipični primjeri proizvoda
Vodljivi silikonski gumbi
Koristi se u daljinskim upravljanjima, kalkulatorima itd. Za postizanje uključivanja putem kompresije.
Tvrdoća 40 ~ 60 obala a, otpornost 10² ~ 10⁴ ω · cm.
Vodljive gumene trake
Koristi se za brtvljenje kućišta elektronske opreme, s provodljivim i vodootpornim funkcijama.
Volumen otpornosti<10 Ω·cm, temperature resistance -50℃~200℃.
Elektromagnetski zaštitni jastučići
Used for EMI shielding of chassis and cabinets, shielding effectiveness >60 dB (10 MHz ~ 18 GHz).
Fleksibilne pločice
Koristi se u nosivim uređajima i fleksibilnim prikazima za postizanje stabilne vodljivosti u uvjetima savijanja.
Debljina 0. 1 ~ 1 mm, otpornost vodljivog sloja<10⁻³ Ω·cm.