Màng PEEK chứa đầy carbon (màng đúc polyetheretherketone chứa đầy sợi carbon cắt nhỏ) sử dụng nhựa PEEK nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao bán tinh thể làm nền. Nó được kết hợp với sợi carbon dựa trên PAN cắt nhỏ và được tạo hình liên tục thông qua quy trình ép đùn khuôn phẳng T-die để tạo ra vật liệu màng nhựa kỹ thuật màu đen.
Màng PEEK chứa đầy carbon giữ lại các đặc tính cơ bản của PEEK nguyên chất, bao gồm khả năng chịu nhiệt độ cao, kháng hóa chất, kháng thủy phân và kháng bức xạ. Đồng thời, nó đạt được những cải tiến đáng kể về độ cứng, tính dẫn nhiệt, khả năng chống mài mòn tự bôi trơn và độ ổn định kích thước. Vật liệu này thể hiện các đặc tính bán dẫn và hiệu suất che chắn điện từ cơ bản. Nó chủ yếu phù hợp với các điều kiện sử dụng liên quan đến mài mòn ở nhiệt độ cao, tản nhiệt, thiết kế nhẹ, môi trường chân không, hàng không vũ trụ, các ứng dụng máy móc chính xác và năng lượng mới.
Phim PEEK với sợi carbon là màng composite màu đen liên tục được sản xuất từ các viên nhựa PEEK ép đùn trộn với các sợi carbon cắt nhỏ, sau đó là đúc và ủ ở nhiệt độ cao. Có ba loại chất độn chính: CF10, CF20 và CF30.
Cấp độ lấp đầy thấp CF10 có độ nhớt nóng chảy thấp nhất và khả năng chảy tối ưu, do đó đây là loại dễ dàng nhất để sản xuất màng đúc (0,05‑0,3mm). Nó có ít sợi nổi trên bề mặt, duy trì độ dẻo dai hợp lý và chống lại độ giòn. Hiện tượng cong vênh sau khi cắt khuôn là tương đối nhỏ, mang lại sự cân bằng tốt giữa cốt thép và độ bền.
Những thiếu sót: tăng cường độ cứng hạn chế, giảm nhẹ hệ số giãn nở nhiệt, cải thiện vừa phải khả năng chống mài mòn và tăng độ dẫn điện và nhiệt khiêm tốn.
CF20 có độ nhớt nóng chảy vừa phải và có thể đúc thành màng ổn định (0,10‑0,40mm). So với CF10, mô đun, khả năng chống mài mòn, độ dẫn nhiệt và độ ổn định kích thước của nó được cải thiện rõ rệt. Độ giòn chưa đạt đến mức CF30 và màng vẫn giữ được khả năng chịu uốn ở mức chấp nhận được. CF20 mang lại sự cân bằng tổng thể tốt nhất giữa hiệu suất vật liệu toàn diện và khả năng xử lý phim đúc.
CF30 mang lại khả năng gia cố, chống mài mòn và dẫn nhiệt cao nhất. Tuy nhiên, độ nhớt nóng chảy tăng lên đáng kể, khiến việc sản xuất màng đúc siêu mỏng ổn định trở nên khó khăn; sản xuất đáng tin cậy được giới hạn ở độ dày ≥0,25mm. Lớp màng này có độ giòn tăng lên rất nhiều và các vết nứt nhỏ có thể hình thành khi bị uốn cong nhẹ. Nguy cơ cong vênh sau khi cắt khuôn tăng lên đáng kể và việc kiểm soát các sợi nổi trên bề mặt trở nên khó khăn. Viên CF30 cơ bản đã có độ giãn dài khi đứt rất thấp. Sau khi được xử lý thành màng khổ mỏng, việc giải phóng ứng suất dư bên trong sẽ làm tăng đáng kể khả năng cong vênh trong các hoạt động cắt khuôn ở phía sau.
Nguyên tắc cơ bản của những khác biệt về đặc tính này là lượng sợi carbon cao hơn làm tăng độ nhớt nóng chảy. Trong quá trình xử lý màng đúc, nhựa nóng chảy trải đều từ khuôn có khe và được kéo qua một loạt con lăn làm mát. Công thức có độ lấp đầy cao dễ bị nứt, rỗ bề mặt và khuyết tật xơ nổi khi chịu lực kéo.
Lưu ý: Mô tả này chỉ áp dụng cho màng đúc chứa đầy sợi carbon cắt nhỏ; Các prereg sợi carbon liên tục bị loại trừ, cũng như các loại chống tĩnh điện ESD chuyên dụng. Màng PEEK chứa đầy sợi carbon cắt nhỏ thông thường không tương đương với màng chống tĩnh điện ESD chuyên dụng. Phạm vi điện trở suất của nó không ổn định và không thể triển khai trực tiếp làm vật liệu chống tĩnh điện cấp bán dẫn.
Quảng Châu Ideal bắt đầu sản xuất Phim PEEK chứa đầy sợi carbon vào năm 2014. Trong hơn mười năm qua, chúng tôi đã nâng cấp thiết bị sản xuất, tối ưu hóa quy trình sản xuất và thiết lập các quy trình kiểm soát chất lượng chính thức. Các biện pháp kiểm soát chặt chẽ được thực hiện trên mọi giai đoạn: kiểm tra các viên hỗn hợp đầu vào, giám sát thời gian thực đồng bộ trong quá trình sản xuất và thử nghiệm cuối cùng trong phòng thí nghiệm tại nhà máy.
1. Kiểm tra nguyên liệu đầu vào:
A. Máy đo độ ẩm Karl Fischer được sử dụng để phân tích độ ẩm của nguyên liệu thô. Chúng tôi kiểm soát độ ẩm của viên nén biến tính ở mức ≤0,02% để ngăn ngừa khuyết tật bong bóng và lỗ kim trong màng thành phẩm.
B. Chúng tôi thực hiện kiểm tra cặn tro trong lò nung (nung ở 580‑600°C) để đo tải lượng chất độn sợi carbon. Độ lệch cho phép giữa hàm lượng chất độn đo được và thông số danh nghĩa là ≤±0,5wt%.
C. Sau khi trộn vít đôi để chuẩn bị mẫu, các sợi carbon được tách ra bằng quá trình nhiệt phân. Chiều dài sợi được đếm dưới kính hiển vi quang học để xác nhận phạm vi chiều dài sợi được giữ lại mục tiêu là 0,2‑0,6mm và để xác định tình trạng xơ quá mức.
2. Phim PEEK bằng sợi carbon Kiểm tra dây chuyền sản xuất trực tuyến theo thời gian thực:
A. Giám sát độ dày trực tuyến: Máy đo độ dày tia β hoặc máy đo độ dày không tiếp xúc bằng laser thực hiện quét ngang liên tục trên toàn bộ chiều rộng cuộn; các đường cong độ dày theo thời gian thực được tạo ra và các phần vượt quá dung sai được tự động gắn cờ. Điều này hỗ trợ việc điều chỉnh tốt vòng kín của môi khuôn. Thích hợp để sản xuất phim đúc liên tục có kích thước từ 0,1-0,5mm; dung sai độ dày được giữ ở mức ±0,01‑0,03mm.
B. Hệ thống kiểm tra bề mặt bằng hình ảnh CCD trực tuyến: camera công nghiệp tốc độ cao xác định các khuyết tật bề mặt bao gồm các đốm đen, hạt cháy, lỗ kim, vết xước dọc và sợi nổi. Các vị trí khuyết tật được đánh dấu bằng cách đánh dấu bằng tia mực; các đoạn web bị lỗi có thể được loại bỏ trong các hoạt động cuộn dây tiếp theo. Hạn chế: Kiểm tra CCD không thể phát hiện các mảnh vụn kim loại nằm dưới bề mặt hoặc các khoảng trống vi mô bên trong; nó chỉ kiểm tra bề mặt màng bên ngoài.
C. Kiểm tra bằng tia X trực tuyến: Phát hiện lỗ hổng trực tuyến bằng tia X sàng lọc phim để tìm các hạt kim loại cứng nhúng vào. Đây là thiết bị tùy chọn cao cấp và không phải là cấu hình tiêu chuẩn cho tất cả các hoạt động sản xuất.
3. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm thành phẩm ngoại tuyến:
A. Kiểm tra kích thước và hình thức bên ngoài: độ dày màng được đo bằng micromet kỹ thuật số; chiều rộng, chiều dài và mặt cuối cuộn được kiểm tra bằng thước đo thép. Chất lượng bề mặt được đánh giá bằng quan sát trực quan kết hợp với kiểm tra bằng kính hiển vi soi nổi để đánh giá mức độ nghiêm trọng của sợi nổi; sự khác biệt được rút ra giữa kết cấu bề mặt mờ và các sợi nổi lộ ra ngoài. Các vết xước bề mặt và các khuyết tật có vết đen đều được ghi nhận chính thức.
B. Phát hiện cấu trúc vi mô: Mẫu được chuẩn bị để phân tích mặt cắt ngang kim loại. Chúng tôi đánh giá độ phân tán của sợi carbon, kiểm tra sự kết tụ của sợi và định lượng độ xốp bên trong. Mục tiêu kiểm soát nội bộ của chúng tôi đối với độ xốp là dưới 2%; chúng tôi cũng sàng lọc các mảnh vụn kim loại mịn. DSC (Đo nhiệt lượng quét vi sai) được sử dụng để kiểm tra nhiệt độ đỉnh nóng chảy, độ kết tinh và nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg). Độ kết tinh bên trong được kiểm soát trong khoảng 25‑32%; sự thay đổi độ kết tinh theo từng đợt được theo dõi để đánh giá hiệu quả của quá trình ủ.
C. Kiểm tra đặc tính cơ học: Theo ISO527-3, mô đun kéo, độ bền đứt và độ giãn dài khi đứt được kiểm tra riêng biệt dọc theo hướng máy ép đùn (MD) và hướng ngang (TD). Tỷ lệ mô đun MD‑to‑TD được tính toán với giới hạn kiểm soát nội bộ ≤1,6 để quản lý tính bất đẳng hướng.
D. Đánh giá ứng suất dư bên trong thông qua thử nghiệm cong vênh cắt khuôn: Chuẩn bị các mẫu màng PEEK chứa đầy sợi arbon C có kích thước 100mm×100mm vuông, đặt chúng tự do trên một tấm kính phẳng và để chúng ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Chiều cao vòm góc của từng mẫu vật được đo. Đối với các loại không được ủ tiêu chuẩn, chiều cao vòm tối đa cho phép là ≤6mm; đối với các cấp được ủ ngoại tuyến chính xác, chiều cao vòm phải là 2‑3mm.
E. Kiểm tra đặc tính nhiệt: Nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT, ISO75) và hệ số giãn nở nhiệt (CTE) được đo theo cả hai hướng MD và TD để đánh giá độ ổn định kích thước trong chu kỳ nhiệt độ cao và thấp.
F. Thử nghiệm khả năng chống ma sát và mài mòn: Thử nghiệm mài mòn Taber được tiến hành để xác định hệ số ma sát và tốc độ mài mòn nhằm đánh giá hiệu suất chống mài mòn.
A. Phân tích mặt cắt ngang kim loại và kiểm tra độ bền kéo là các hoạt động kiểm tra lấy mẫu phá hủy; họ không thể đảm bảo rằng mọi vị trí trên toàn bộ cuộn đều không có khiếm khuyết.
B. Phát hiện khuyết tật kim loại bằng tia X trực tuyến là thiết bị tùy chọn cao cấp. Chỉ lọc nóng chảy không thể loại bỏ 100% rủi ro từ các tạp chất kim loại lạ.
C. Việc kiểm tra độ cong vênh chỉ cung cấp đánh giá gián tiếp về ứng suất dư bên trong; không có phương pháp thử trực tiếp nào để đưa ra giá trị ứng suất dư bằng số.
D. Tính dị hướng MD-TD chỉ có thể được đánh giá trên các mẫu được lấy mẫu; quy trình sản xuất màng đúc không thể loại bỏ hoàn toàn đặc tính dị hướng cố hữu này.
Với các quy trình kiểm soát chất lượng nêu trên được triển khai, Phim PEEK chứa Carbon của chúng tôi có bề mặt phẳng, mịn ở cả hai mặt, với lớp hoàn thiện màu đen mờ đồng nhất và màu sắc nhất quán trên toàn bộ màng.
1. Không có khuyết tật ảnh hưởng đến chất lượng như đốm đen cứng do tích tụ carbon, bong bóng, lỗ kim, vết nứt xuyên chiều dày, vết xước sâu, vết dầu hoặc tạp chất lạ.
2. Các mặt cuối của cuộn gọn gàng, không có các lớp cuộn bị lệch hoặc lệch. Cuộn dây đều và chặt; một màng bảo vệ ngăn cách được chèn vào giữa các lớp vết thương kế tiếp.
3. Không được phép có các đốm đen nổi lên cứng, các tạp chất cứng bằng kim loại, lỗ kim xuyên thấu, vết trầy xước liên tục, bong bóng và nếp nhăn.
4. Kết quả kiểm tra độ dày, hiệu suất cơ học và hàm lượng tro trong một lô sản xuất dao động trong phạm vi chấp nhận được.
5. Giấy chứng nhận kiểm tra nhà máy COC được cấp cho mỗi lô, nêu rõ số lô, tải chất độn, độ dày màng và dữ liệu thử nghiệm cơ học hoàn chỉnh.
| Tên sản phẩm | Phim PEEK chứa đầy carbon |
| Vật liệu | CF10 PEEK, CF20 PEEK, CF30 PEEK |
| Màu sắc (phụ) | Màu đen mờ đồng nhất |
| Độ dày thông thường | 12μm, 25μm, 50μm, 100μm, 200μm, 500μm, 1mm |
| Chiều rộng | 300mm, 500mm, 620mm, 1000mm hỗ trợ mọi đường rạch tùy chỉnh chiều rộng hẹp |
| Chiều dài | 50m, 100m, cuộn dài và ngắn có thể tùy chỉnh theo nhu cầu |
| vật mẫu | Sẽ được thương lượng |
| Chứng chỉ | ISO9001:2012 |
| Dịch vụ hỗ trợ | có thể tùy chỉnh rạch, cán, cắt khuôn, nhiều loại sản phẩm hoàn thiện gioăng một mảnh khác nhau |
1. Độ dẫn nhiệt: PEEK nguyên chất có độ dẫn nhiệt chỉ 0,29 W/(m·K). CF10 đạt 0,5–0,7 W/(m·K), trong khi CF30 đạt 0,8–1,2 W/(m·K), mang lại hiệu suất tản nhiệt cao hơn 3–4 lần so với PEEK nguyên chất.
2. Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp (CTE). Khung sợi carbon hạn chế biến dạng nhiệt của nhựa, đảm bảo độ lệch kích thước tối thiểu trong quá trình luân nhiệt.
3. Sau khi ủ và xử lý tạo hình, màng đạt tỷ lệ co ngót nhiệt ≤0,5% ở 260°C, duy trì độ chính xác về kích thước ổn định cho các miếng đệm chính xác siêu mỏng.
1. Vật liệu có tính năng tự bôi trơn vốn có vượt trội, với hệ số ma sát thấp hơn 40% so với PEEK nguyên chất. Nó hỗ trợ hoạt động ổn định lâu dài mà không cần bôi trơn bằng dầu.
2. Nó mang lại khả năng chống mỏi vượt trội và chống nứt hoặc gãy khi trượt qua lại và nén lặp đi lặp lại.
3. Hạn chế: Màng PEEK chứa đầy carbon có độ bền thấp hơn màng PEEK tự nhiên không được độn với độ giòn tăng, khiến nó không phù hợp với các tình huống liên quan đến ứng suất uốn hoặc va đập lớn thường xuyên.
4. Dưới sự trượt qua lại cực độ trong thời gian dài, màng có thể tạo ra các mảnh vụn sợi cứng, do đó nó không thể áp dụng khi tiếp xúc trực tiếp với các bề mặt wafer in thạch bản có độ chính xác cao.
Các sợi carbon bên trong tạo thành một mạng dẫn điện liên tục, mang lại điện trở suất bề mặt ổn định trong khoảng từ 10³–10⁸ Ω/sq. Vật liệu này thể hiện các đặc tính bán dẫn và hiệu suất che chắn EMI cơ bản, giúp hấp thụ và cách ly nhiễu điện từ tán xạ do cáp và mô-đun nguồn tạo ra.
Phim PEEK với sợi carbon tích hợp tính dẫn nhiệt cao, chống mài mòn tuyệt vời, hiệu suất che chắn điện từ và ổn định chân không, hỗ trợ các ứng dụng công nghiệp trên phạm vi rộng như sau:
Nó đóng vai trò như một màng chắn EMI cho cáp trên không, thay thế lá đồng và nhôm truyền thống và giảm hơn 30% trọng lượng linh kiện. Nó đóng vai trò là lớp lót cách ly chịu dầu, nhiệt độ cao cho khoang động cơ máy bay, chống ăn mòn từ nhiên liệu hàng không và chất lỏng thủy lực. Đặc tính chống bức xạ, ít thoát khí của nó khiến nó trở nên lý tưởng để cách điện các mô-đun chân không vệ tinh trong điều kiện chênh lệch nhiệt độ không gian khắc nghiệt. Nó cũng được sử dụng làm miếng đệm trượt chống mài mòn trong cơ cấu truyền động chính xác của máy bay không người lái.
Với lượng khí thoát ra thấp, lượng mưa ion thấp, độ dẫn nhiệt cao và độ ổn định kích thước chân không-nhiệt độ cao ổn định, Màng PEEK chứa đầy sợi carbon được sử dụng rộng rãi trong các quy trình bán dẫn. Các ứng dụng điển hình bao gồm lớp lót cách nhiệt ở nhiệt độ cao để khắc, buồng chân không làm sạch PVD, CVD và plasma; miếng đệm siêu mỏng chịu mài mòn dẫn nhiệt cho thiết bị truyền wafer; màng cách nhiệt tản nhiệt cho vòng giữ CMP; và lớp lót chống mài mòn dẫn nhiệt dành cho bàn thử nghiệm chip nhiệt độ cao.
Nó được áp dụng cho màng lót trượt tự bôi trơn cho các thanh dẫn hướng tuyến tính và con lăn băng tải tốc độ cao, màng giải phóng nhiệt độ cao cho khuôn ép phun và ép nóng, tấm đệm kín chịu nhiệt và dầu cho van thủy lực và thân bơm, và miếng đệm cách nhiệt chống ma sát cho các khớp robot để tránh tích tụ nhiệt do ma sát.
Thích hợp cho lớp lót cách nhiệt của kính hiển vi điện tử và buồng chân không của máy phủ quang học, miếng đệm cố định chống ăn mòn ở nhiệt độ cao cho thiết bị kiểm tra vật lý và hóa học, và màng bảo vệ chống bức xạ cho các thiết bị phát hiện hạt nhân.
1. Quy trình bán dẫn có độ tinh khiết cực cao liên quan đến tiếp xúc trực tiếp với tấm bán dẫn, trong đó các mảnh vụn carbon thải ra có thể gây ô nhiễm bề mặt.
2. Các ứng dụng yêu cầu hiệu suất ESD ổn định trong phạm vi 10⁶–10⁹ Ω/sq, vì vật liệu này thể hiện sự dao động điện trở suất rộng, không kiểm soát được và không thể đáp ứng các yêu cầu tiêu tán tĩnh điện tiêu chuẩn.
3. Các thành phần đòi hỏi phải uốn cong nhiều lần và có khả năng phục hồi linh hoạt do tính giòn vốn có của vật liệu và độ giãn dài khi đứt thấp.
4. Các thành phần quang học trong suốt, vì màng hoàn toàn đen và mờ đục.
5. Ứng dụng tấm không cong vênh có độ phẳng cực cao. Quá trình đúc tạo ra sự định hướng sợi vốn có; ủ chỉ làm giảm ứng suất dư và không thể đạt được độ cong vênh hoàn toàn bằng không. Độ phẳng cực cao yêu cầu phay chính xác hai mặt CNC bổ sung.
6. Điều kiện làm việc với môi trường oxy hóa mạnh như axit sulfuric đậm đặc sẽ ăn mòn lớp nền PEEK.
Câu trả lời 1: Đối với phạm vi độ dày phổ biến là 0,1–0,5 mm, loại công nghiệp thông thường mang lại dung sai độ dày là ±0,02–0,04 mm, trong khi loại chính xác đạt được ±0,01–0,03 mm. Dung sai chiều rộng cuộn là ±2 mm và dung sai tấm cắt là ±1 mm. Đồng hồ đo siêu mỏng dưới 0,1 mm áp dụng các tiêu chuẩn dung sai thoải mái, được xác nhận theo thỏa thuận kỹ thuật.
A2: Cong vênh sau khi cắt khuôn chủ yếu là do ứng suất dư bên trong bị khóa tạo ra trong quá trình đúc đùn, cũng như sự co ngót dị hướng gây ra bởi sự định hướng của sợi carbon theo hướng máy. Các lớp được ủ ngoại tuyến giảm thiểu rủi ro cong vênh một cách hiệu quả, mặc dù tính bất đẳng hướng vốn có của vật liệu không thể được loại bỏ hoàn toàn. Khách hàng có nhu cầu xử lý siêu chính xác có thể thực hiện ủ thứ cấp tại chỗ để ổn định độ phẳng hơn nữa.
Câu trả lời 3: Để giảm thiểu ứng suất dư và tính dị hướng của màng PEEK chứa đầy carbon đúc, chúng tôi áp dụng các biện pháp kiểm soát quy trình cốt lõi bao gồm làm mát chậm theo độ dốc thay cho quá trình làm nguội nhanh, độ căng kéo thấp, cấu hình vít được tối ưu hóa lực cắt thấp và xử lý ủ ngoại tuyến chuyên nghiệp. Hệ thống QC của chúng tôi giám sát chặt chẽ tỷ lệ mô đun MD-TD và mức độ cong vênh khi cắt khuôn. Lưu ý rằng tính dị hướng vốn có của vật chất chỉ có thể được giảm thiểu chứ không thể loại bỏ hoàn toàn.
A4: Chiều rộng cuộn chính dao động từ 300–650 mm và có thể được cắt thêm thành các chiều rộng hẹp tùy chỉnh. Chiều dài cuộn thay đổi theo độ dày: màng mỏng 0,1–0,25 mm thường là 25–50 m mỗi cuộn và màng có độ dày trung bình 0,3–0,5 mm là 50–100 m mỗi cuộn, tất cả đều được trang bị lõi có đường kính trong 76 mm.
Câu trả lời 5: Màng PEEK chứa đầy carbon tiêu chuẩn có điện trở suất bán dẫn phạm vi rộng không ổn định ở mức 10³–10⁵ Ω/sq. Nó không phải là vật liệu tiêu tán tĩnh điện được điều khiển bằng ESD chính thức và không thể duy trì điện trở suất ổn định trong phạm vi ESD tiêu chuẩn 10⁶–10⁹ Ω/sq. Cần có màng PEEK ổn định bằng ESD chuyên dụng cho các ứng dụng ESD bán dẫn chính thức.
Câu trả lời 6: Không. Màng PEEK chứa đầy carbon tiêu chuẩn sẽ loại bỏ các vi hạt carbon mịn khi trượt do ma sát, gây ô nhiễm nghiêm trọng khi tiếp xúc trực tiếp với tấm bán dẫn. Vật liệu này chỉ thích hợp cho các lớp lót chống mài mòn không tiếp xúc với miếng bán dẫn và miếng chêm cách ly bên trong thiết bị bán dẫn. Các bộ phận chính xác tiếp xúc với tấm bán dẫn phải được chế tạo từ vật liệu ESD PEEK cấp bán dẫn có độ tinh khiết cao.
