يستخدم فيلم PEEK المملوء بالكربون (فيلم مصبوب بولي إيثركيتون مملوء بألياف الكربون) راتينج PEEK لدن بالحرارة عالي الأداء شبه بلوري كمصفوفة له. يتم تركيبه بألياف الكربون المقطعة القائمة على PAN ويتم تشكيله باستمرار من خلال عملية بثق القالب المسطح على شكل حرف T لإنتاج مادة فيلم بلاستيكية هندسية سوداء.
يحتفظ فيلم PEEK المملوء بالكربون بالخصائص الأساسية لـ PEEK البكر، بما في ذلك مقاومة درجات الحرارة العالية والمقاومة الكيميائية ومقاومة التحلل المائي ومقاومة الإشعاع. وفي الوقت نفسه، فإنه يحقق تحسينات كبيرة في الصلابة، والتوصيل الحراري، ومقاومة التآكل ذاتية التشحيم، واستقرار الأبعاد. تعرض المادة خصائص أشباه الموصلات وأداء التدريع الكهرومغناطيسي الأساسي. إنها مناسبة في المقام الأول لظروف الخدمة التي تنطوي على التآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية، وتبديد الحرارة، والتصميم خفيف الوزن، والبيئات المفرغة، والفضاء، والطاقة الجديدة، وتطبيقات الآلات الدقيقة.
فيلم PEEK مع ألياف الكربون عبارة عن فيلم مركب أسود متواصل تم تصنيعه من كريات راتنج PEEK بدرجة البثق ممزوجة بألياف الكربون المقطعة، يليها الصب والتليين بدرجة حرارة عالية. تتوفر ثلاث درجات رئيسية للحشو: CF10، وCF20، وCF30.
تتميز درجة الحشو المنخفض CF10 بأدنى لزوجة ذوبان وقابلية تدفق مثالية، لذا فهي الدرجة الأسهل لإنتاج الأفلام المصبوبة (0.05-0.3 مم). إنه يتميز بالقليل من الألياف العائمة على السطح، ويحافظ على صلابة معقولة ويقاوم الهشاشة. يعد الالتواء بعد القطع بالقالب بسيطًا نسبيًا، مما يوفر توازنًا جيدًا بين التعزيز والمتانة.
أوجه القصور: تعزيز محدود للصلابة، انخفاض طفيف في معامل التمدد الحراري، تحسن معتدل في مقاومة التآكل، ومكاسب متواضعة في التوصيل الكهربائي والحراري.
يُظهر CF20 لزوجة ذوبان معتدلة ويمكن صبه بثبات في الأفلام (0.10-0.40 مم). بالمقارنة مع CF10، تم تحسين معاملها ومقاومة التآكل والتوصيل الحراري واستقرار الأبعاد بشكل ملحوظ. لم تصل الهشاشة إلى مستوى CF30، ولا يزال الفيلم يحتفظ بتسامح الانحناء المقبول. يوفر CF20 أفضل توازن شامل بين الأداء الشامل للمواد وإمكانية معالجة الأفلام المصبوبة.
يوفر CF30 أعلى مستويات التعزيز ومقاومة التآكل والتوصيل الحراري. ومع ذلك، ترتفع لزوجة الذوبان بشكل كبير، مما يجعل الإنتاج المستقر للأغشية المصبوبة فائقة الرقة أمرًا صعبًا؛ يقتصر الإنتاج الموثوق به على سمك ≥0.25 مم. يُظهر الفيلم زيادة كبيرة في الهشاشة، وقد تتشكل شقوق صغيرة عند الانحناء الطفيف. يزداد خطر الالتواء بعد القطع بالقالب بشكل كبير، ويصبح التحكم في الألياف العائمة السطحية أمرًا صعبًا. تتميز حبيبات CF30 الأساسية بالفعل باستطالة منخفضة جدًا عند الكسر. بمجرد معالجته إلى فيلم رقيق، يؤدي إطلاق الضغط الداخلي المتبقي إلى زيادة كبيرة في احتمالية الالتواء أثناء عمليات القطع القالبي النهائية.
المبدأ الأساسي لهذه الاختلافات في الخصائص هو أن التحميل العالي لألياف الكربون يزيد من لزوجة الذوبان. في معالجة الأغشية المصبوبة، ينتشر الراتينج المنصهر بالتساوي من قالب الشق ويتم سحبه عبر سلسلة من بكرات التبريد. تكون التركيبات عالية التعبئة عرضة للتشققات والتنقر السطحي وعيوب الألياف العائمة عند تعرضها لشد السحب.
ملاحظة: ينطبق هذا الوصف فقط على الأغشية المصبوبة المملوءة بألياف الكربون؛ يتم استبعاد مواد التقوية المستمرة من ألياف الكربون، وكذلك درجات ESD المخصصة المضادة للكهرباء الساكنة. إن فيلم PEEK العادي المملوء بألياف الكربون لا يعادل فيلم ESD المخصص المضاد للكهرباء الساكنة. نطاق مقاومتها غير مستقر ولا يمكن نشرها مباشرة كمادة مضادة للكهرباء الساكنة من فئة أشباه الموصلات.
بدأت شركة قوانغتشو إيديال إنتاج فيلم PEEK المملوء بألياف الكربون في عام 2014. وعلى مدى السنوات العشر الماضية، قمنا بتحديث معدات الإنتاج، وتحسين سير عمل التصنيع، ووضع إجراءات رسمية لمراقبة الجودة. يتم تطبيق ضوابط صارمة في كل مرحلة: الفحص الوارد للكريات المركبة، والمراقبة المتزامنة في الوقت الحقيقي أثناء الإنتاج، والاختبارات المعملية النهائية في المصنع.
1. فحص المواد الخام الواردة:
ج. يتم استخدام جهاز اختبار الرطوبة Karl Fischer لتحليل محتوى الرطوبة في المواد الخام. نحن نتحكم في محتوى الرطوبة للكريات المعدلة عند .020% لمنع عيوب الفقاعات والثقوب في الأفلام النهائية.
ب. نقوم بإجراء اختبار بقايا الرماد في فرن دثر (التكليس عند 580-600 درجة مئوية) لقياس تحميل حشو ألياف الكربون. الانحراف المسموح به بين محتوى الحشو المُقاس والمواصفات الاسمية هو ±±0.5% بالوزن.
ج. بعد التركيب المزدوج اللولبي لإعداد العينة، يتم فصل ألياف الكربون عن طريق الانحلال الحراري. يتم حساب أطوال الألياف تحت المجهر الضوئي لتأكيد نطاق طول الألياف المستهدف المحتفظ به وهو 0.2-0.6 مم ولتحديد سحق الألياف المفرط.
2. فيلم نظرة خاطفة مع فحص خط الإنتاج في الوقت الحقيقي عبر الإنترنت من ألياف الكربون:
أ. مراقبة السُمك عبر الإنترنت: يقوم مقياس السُمك بأشعة β أو مقياس السُمك بالليزر غير الملامس بإجراء مسح عرضي مستمر عبر عرض اللفة بالكامل؛ يتم إنشاء منحنيات السُمك في الوقت الفعلي، ويتم وضع علامة على الأقسام التي لا تسمح بالتسامح تلقائيًا. وهذا يدعم الضبط الدقيق للحلقة المغلقة لشفة القالب. مناسبة لإنتاج الأفلام المصبوبة بشكل مستمر يتراوح من 0.1 إلى 0.5 مم؛ يتم الاحتفاظ بتسامح السُمك عند ±0.01‑0.03 مم.
ب. نظام فحص السطح البصري CCD عبر الإنترنت: تحدد الكاميرات الصناعية عالية السرعة عيوب السطح بما في ذلك البقع السوداء والجسيمات المحترقة والثقوب والخدوش الطولية والألياف العائمة. يتم تحديد مواقع العيوب عبر وضع علامة بنفث الحبر؛ يمكن إزالة أجزاء الويب المعيبة في عمليات اللف اللاحقة. القيود: لا يمكن لفحص CCD اكتشاف الحطام المعدني المدمج تحت السطح أو الفراغات الدقيقة الداخلية؛ فهو يفحص فقط سطح الفيلم الخارجي.
ج. الفحص بالأشعة السينية عبر الإنترنت: يعمل اكتشاف العيوب عبر الإنترنت باستخدام الأشعة السينية على فحص الفيلم بحثًا عن الجزيئات المعدنية الصلبة المدمجة. يعد هذا جهازًا اختياريًا متطورًا ولا يعد تكوينًا قياسيًا لجميع عمليات الإنتاج.
3. الاختبارات المعملية للمنتج النهائي خارج الخط:
أ. فحص الأبعاد والمظهر: يتم قياس سمك الفيلم باستخدام ميكرومتر رقمي؛ يتم فحص العرض والطول والوجه النهائي باستخدام قواعد قياس الفولاذ. يتم تقييم جودة السطح من خلال الملاحظة البصرية مع فحص المجهر المجسم لتقييم شدة الألياف العائمة؛ يتم التمييز بين نسيج السطح الباهت والألياف العائمة البارزة والمكشوفة. يتم تسجيل الخدوش السطحية وعيوب البقع السوداء رسميًا.
ب. الكشف عن البنية المجهرية: يتم تحضير العينات لتحليل المقطع العرضي للمعادن. نقوم بتقييم تشتت ألياف الكربون والتحقق من تكتل الألياف وقياس المسامية الداخلية. إن هدفنا للرقابة الداخلية على المسامية هو أقل من 2%؛ نقوم أيضًا بفحص الحطام المعدني الدقيق. يُستخدم DSC (قياس سعرات المسح التفاضلي) لاختبار درجة حرارة ذروة الانصهار، والبلورة، ودرجة حرارة التحول الزجاجي (Tg). يتم التحكم في التبلور الداخلي ضمن 25-32%؛ تتم مراقبة تباين التبلور من دفعة إلى دفعة لتقييم فعالية معالجة التلدين.
ج. اختبار الخصائص الميكانيكية: وفقًا للمعيار ISO527‑3، يتم اختبار معامل الشد وقوة الكسر والاستطالة عند الكسر بشكل منفصل على طول اتجاه آلة البثق (MD) والاتجاه العرضي (TD). يتم حساب نسبة معامل MD-to-TD، مع حد التحكم الداخلي .61.6 لإدارة تباين الخواص.
د. تقييم الإجهاد الداخلي المتبقي من خلال اختبار صفحة الحرب المقطوعة بالقالب: قم بإعداد نماذج أفلام نظرة خاطفة مملوءة بألياف الكربون C مقاس 100 مم × 100 مم، وضعها بحرية على لوح زجاجي مسطح واتركها تستقر في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة. يتم قياس ارتفاع قوس الزاوية لكل عينة. بالنسبة للدرجات القياسية غير الملدنة، الحد الأقصى المسموح به لارتفاع القوس هو ≥6 مم؛ بالنسبة للدرجات الملدنة الدقيقة دون اتصال بالإنترنت، يجب أن يكون ارتفاع القوس ≥2‑3 مم.
هـ. اختبار الخصائص الحرارية: يتم قياس درجة حرارة انحراف الحرارة (HDT، ISO75) ومعامل التمدد الحراري (CTE) في كلا الاتجاهين MD وTD لتقييم ثبات الأبعاد في ظل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة.
F. اختبار الاحتكاك ومقاومة التآكل: يتم إجراء اختبار التآكل تابر لتحديد معامل الاحتكاك ومعدل التآكل لتقييم أداء مقاومة التآكل.
أ. يعد تحليل المقطع العرضي للمعادن واختبار الشد من عمليات فحص العينات المدمرة؛ ولا يمكنهم ضمان أن كل موضع في اللفة بأكملها خالٍ من العيوب.
ب. إن الكشف عن العيوب المعدنية بالأشعة السينية عبر الإنترنت هو جهاز اختياري متميز. لا يمكن لترشيح الذوبان وحده أن يزيل 100% من المخاطر الناجمة عن الملوثات المعدنية الأجنبية النزرة.
ج. يوفر اختبار صفحة الالتواء تقييمًا غير مباشر للإجهاد الداخلي المتبقي فقط؛ لا توجد طريقة اختبار مباشرة للحصول على قيمة عددية للضغط المتبقي.
D. لا يمكن تقييم تباين MD-TD إلا على العينات التي تم أخذ عينات منها؛ لا يمكن لعملية تصنيع الأغشية المصبوبة أن تقضي بشكل كامل على هذا السلوك المتأصل متباين الخواص.
من خلال تنفيذ إجراءات مراقبة الجودة المذكورة أعلاه، يتميز فيلم PEEK المملوء بالكربون بأسطح مسطحة وناعمة على كلا الجانبين، مع لمسة نهائية سوداء غير لامعة موحدة ولون متسق عبر الويب.
1. لا توجد عيوب تؤثر على الجودة مثل البقع السوداء الصلبة الناتجة عن تكتل الكربون أو الفقاعات أو الثقوب أو الشقوق من خلال السماكة أو الخدوش العميقة أو بقع الزيت أو الشوائب الأجنبية.
2. تكون الوجوه النهائية للفة أنيقة، بدون طبقات لفة متداخلة أو غير محاذية. اللف متساوي وضيق. يتم إدخال طبقة حماية فاصلة بين طبقات الجرح المتعاقبة.
3. لا يُسمح بالبقع السوداء المرتفعة الصلبة، والشوائب المعدنية الصلبة المدمجة، والثقوب المخترقة، والخدوش المستمرة، والفقاعات والتجاعيد.
4. تتقلب نتائج اختبار السُمك والأداء الميكانيكي ومحتوى الرماد ضمن دفعة الإنتاج الواحدة ضمن النطاقات المقبولة.
5. يتم إصدار شهادة فحص المصنع COC لكل دفعة، موضحًا رقم الدفعة وتحميل الحشو وسمك الفيلم وبيانات الاختبار الميكانيكي الكاملة.
| اسم المنتج | فيلم نظرة خاطفة مليئة بالكربون |
| مادة | نظرة خاطفة على CF10، نظرة خاطفة على CF20، نظرة خاطفة على CF30 |
| اللون (حشو) | أسود لامع موحد |
| سمك تقليدي | 12 ميكرومتر، 25 ميكرومتر، 50 ميكرومتر، 100 ميكرومتر، 200 ميكرومتر، 500 ميكرومتر، 1 مم |
| عرض | 300 مم، 500 مم، 620 مم، 1000 مم يدعم أي قطع مخصص بعرض ضيق |
| طول | يمكن تخصيص لفات 50 م، 100 م، طويلة وقصيرة حسب الحاجة |
| عينة | للتفاوض |
| الشهادات | ISO9001:2012 |
| الخدمات المساندة | يمكن تخصيص الحز والتصفيح ومعالجة القطع بالقالب وأنواع مختلفة من المنتجات النهائية ذات الحشية ذات القطعة الواحدة |
1. التوصيل الحراري: يتمتع Pure PEEK بموصلية حرارية تبلغ 0.29 واط/(م·ك) فقط. يصل CF10 إلى 0.5–0.7 واط/(م·ك)، بينما يصل CF30 إلى 0.8-1.2 واط/(م·ك)، مما يوفر كفاءة تبديد حرارة أعلى بمقدار 3-4 مرات من PEEK النقي.
2. معامل التمدد الحراري منخفض للغاية (CTE). يعمل الهيكل العظمي المصنوع من ألياف الكربون على تقييد التشوه الحراري للراتنج، مما يضمن الحد الأدنى من انحراف الأبعاد أثناء التدوير الحراري.
3. بعد التلدين ومعالجة التشكيل، يحقق الفيلم معدل انكماش حراري يبلغ ≥0.5% عند 260 درجة مئوية، مما يحافظ على دقة الأبعاد المستقرة للحشيات الدقيقة فائقة الرقة.
1. تتميز المادة بالتشحيم الذاتي المتأصل، مع معامل احتكاك أقل بنسبة 40% من PEEK النقي. إنه يدعم التشغيل المستقر على المدى الطويل بدون تشحيم الزيت.
2. إنه يوفر مقاومة ممتازة للتعب ويقاوم التشقق أو الكسر تحت الانزلاق الترددي والضغط المتكرر.
3. القيود: يتمتع فيلم PEEK المملوء بالكربون بصلابة أقل من فيلم PEEK الطبيعي غير المملوء مع زيادة الهشاشة، مما يجعله غير مناسب للسيناريوهات التي تتضمن انحناءًا كبيرًا متكررًا أو إجهادًا للصدمات.
4. في ظل الانزلاق الترددي الشديد على المدى الطويل، قد يولد الفيلم بقايا من الألياف الصلبة، لذلك لا ينطبق على الاتصال المباشر مع أسطح رقاقة الطباعة الحجرية عالية الدقة.
تشكل ألياف الكربون الداخلية شبكة موصلة مستمرة، مما يوفر مقاومة سطحية ثابتة تتراوح من 10³–10⁸ Ω/sq. تعرض المادة خصائص شبه موصلة وأداء حماية EMI أساسي، والذي يمتص ويعزل التداخل الكهرومغناطيسي الضال الناتج عن الكابلات ووحدات الطاقة.
يدمج فيلم PEEK مع ألياف الكربون التوصيل الحراري العالي، ومقاومة التآكل الممتازة، وأداء التدريع الكهرومغناطيسي، واستقرار الفراغ، مما يدعم التطبيقات الصناعية واسعة النطاق على النحو التالي:
إنه بمثابة طبقة حماية EMI للكابلات المحمولة بالهواء، ليحل محل رقائق النحاس والألومنيوم التقليدية ويقلل وزن المكونات بنسبة تزيد عن 30%. وهي تعمل كبطانة عازلة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة للزيت لمقصورات محركات الطائرات، ومقاومة التآكل الناتج عن وقود الطيران والسوائل الهيدروليكية. إن خصائصه المقاومة للإشعاع وانخفاض إطلاق الغازات تجعله مثاليًا لعزل وحدات فراغ الأقمار الصناعية في ظل الاختلافات الشديدة في درجات حرارة الفضاء. كما أنها تستخدم في الحشيات المنزلقة المقاومة للتآكل في آليات نقل الطائرات بدون طيار الدقيقة.
مع انخفاض إطلاق الغازات، وانخفاض هطول الأيونات، والتوصيل الحراري العالي واستقرار الأبعاد المستقر في درجات الحرارة العالية، يتم استخدام فيلم PEEK المملوء بألياف الكربون على نطاق واسع في عمليات أشباه الموصلات. تشمل التطبيقات النموذجية البطانة العازلة ذات درجة الحرارة العالية للحفر، وPVD، وCVD، وغرف التنظيف بالبلازما؛ جوانات رقيقة جدًا مقاومة للاهتراء موصلة حراريًا لتركيبات نقل الرقاقات؛ أفلام عزل تبديد الحرارة لحلقات الاحتفاظ بـ CMP؛ وبطانة مقاومة للاهتراء موصلة حراريًا لمقاعد اختبار الرقائق ذات درجات الحرارة العالية.
يتم تطبيقه على أغشية البطانة المنزلقة ذاتية التشحيم للموجهات الخطية وبكرات النقل عالية السرعة، وأغشية الإطلاق ذات درجة الحرارة العالية لقوالب الحقن والضغط الساخن، وألواح الختم المقاومة للحرارة والزيت للصمامات الهيدروليكية وأجسام المضخات، ووسادات العزل الحراري المضادة للاحتكاك لمفاصل الروبوت لتجنب تراكم الحرارة الاحتكاكية.
مناسبة لبطانة العزل الحراري للمجهر الإلكتروني والغرف المفرغة لآلة الطلاء البصري، وحشيات التثبيت المقاومة للتآكل بدرجة الحرارة العالية لمعدات الاختبار الفيزيائية والكيميائية، والأفلام الواقية المقاومة للإشعاع لأدوات الكشف النووي.
1. عمليات أشباه الموصلات فائقة النقاء والتي تنطوي على اتصال مباشر بالرقائق، حيث قد يتسبب تساقط حطام الكربون في تلوث السطح.
2. التطبيقات التي تتطلب أداء ESD مستقرًا في حدود 10⁶–10⁹ Ω/sq، حيث تظهر هذه المادة تقلبًا واسعًا وغير منضبط في المقاومة ولا يمكنها تلبية متطلبات تبديد الاستاتيك القياسية.
3. المكونات التي تتطلب ثنيًا متكررًا ومرونة مرنة، وذلك بسبب هشاشة المادة المتأصلة واستطالتها المنخفضة عند الكسر.
4. مكونات بصرية شفافة، حيث أن الفيلم أسود بالكامل وغير شفاف.
5. تطبيقات الصفائح الخالية من الاعوجاج ذات التسطيح العالي للغاية. تخلق عملية الصب اتجاهًا متأصلًا للألياف. التلدين يخفف فقط من الإجهاد المتبقي ولا يمكنه تحقيق صفر كامل من التشوه. يتطلب التسطيح الفائق طحنًا دقيقًا إضافيًا على الوجهين باستخدام الحاسب الآلي.
6. ظروف العمل مع وسائط مؤكسدة قوية مثل حمض الكبريتيك المركز، والتي سوف تؤدي إلى تآكل الركيزة الخاطفة.
A1: بالنسبة لنطاق السُمك السائد الذي يتراوح بين 0.1–0.5 مم، توفر الدرجة الصناعية العامة تسامحًا للسمك يبلغ ±0.02–0.04 مم، بينما تصل درجة الدقة إلى ±0.01–0.03 مم. تفاوت عرض اللفة هو ±2 مم، وتسامح الصفائح المقطوعة هو ±1 مم. تعتمد المقاييس فائقة الرقة التي يقل سمكها عن 0.1 مم معايير التسامح المريحة، والتي تم تأكيدها بموجب اتفاقية فنية.
A2: يحدث الالتواء بعد القطع بشكل أساسي بسبب الضغط الداخلي المتبقي الناتج أثناء صب البثق، بالإضافة إلى الانكماش متباين الخواص الناجم عن توجيه ألياف الكربون في اتجاه الماكينة. تعمل الدرجات الملدنة غير المتصلة بالإنترنت على تقليل مخاطر التزييف بشكل فعال، على الرغم من أنه لا يمكن القضاء على تباين المواد المتأصل بشكل كامل. يمكن للعملاء الذين لديهم متطلبات معالجة فائقة الدقة تنفيذ التلدين الثانوي في الموقع لزيادة استقرار التسطيح.
ج3: لتقليل الضغط المتبقي وتباين الخواص لفيلم PEEK المملوء بالكربون المصبوب، فإننا نعتمد ضوابط العملية الأساسية بما في ذلك التبريد البطيء المتدرج بدلاً من التبريد السريع، وشد السحب المنخفض، وتكوين المسمار الأمثل منخفض القص، ومعالجة التلدين الاحترافية غير المتصلة بالإنترنت. يقوم نظام مراقبة الجودة الخاص بنا بمراقبة نسبة معامل MD-TD ومستوى صفحة التزييف المقطوعة بدقة. لاحظ أنه لا يمكن تخفيف تباين المواد المتأصل إلا، وليس القضاء عليه بالكامل.
A4: يتراوح عرض اللفة الرئيسية من 300 إلى 650 مم ويمكن تقطيعها إلى عروض ضيقة مخصصة. يختلف طول اللفة حسب السمك: الأغشية الرقيقة من 0.1 إلى 0.25 ملم تكون عادة 25-50 مترًا لكل لفة، والأفلام متوسطة السماكة من 0.3 إلى 0.5 ملم هي 50-100 مترًا لكل لفة، وجميعها مجهزة بقطر داخلي يبلغ 76 ملم.
A5: يتميز فيلم PEEK القياسي المملوء بالكربون بمقاومة شبه موصلة واسعة النطاق غير مستقرة تبلغ 10³–10⁵ Ω/sq. إنها ليست مادة تبديد ثابتة يتم التحكم فيها رسميًا من قبل ESD ولا يمكنها الحفاظ على مقاومة مستقرة ضمن النطاق القياسي 10⁶–10⁹ Ω/sq ESD. مطلوب فيلم PEEK متخصص مثبت من أجل ESD لتطبيقات ESD الرسمية لأشباه الموصلات.
ج6: لا. يقوم فيلم PEEK القياسي المملوء بالكربون بطرح جزيئات دقيقة من الكربون تحت انزلاق الاحتكاك، مما يسبب تلوثًا خطيرًا عند الاتصال المباشر بالرقائق. هذه المادة مناسبة فقط لبطانات التآكل غير الملامسة للرقاقة وحشوات العزل داخل معدات أشباه الموصلات. يجب أن يتم تصنيع المكونات الدقيقة الملامسة للرقاقة من مواد ESD PEEK عالية النقاء من فئة أشباه الموصلات.
