Пленка PEEK, наполненная углеродом (литая пленка из полиэфирэфиркетона, наполненная рубленым углеродным волокном), в качестве матрицы используется полукристаллическая высокоэффективная термопластичная смола PEEK. Он состоит из измельченного углеродного волокна на основе ПАН и непрерывно формуется в процессе экструзии с плоской матрицей с Т-образной головкой для получения черного пленочного материала из инженерного пластика.
Пленка PEEK с углеродным наполнителем сохраняет основные свойства первичного PEEK, включая устойчивость к высоким температурам, химическую стойкость, стойкость к гидролизу и радиационную стойкость. При этом достигается существенное улучшение жесткости, теплопроводности, самосмазывающейся износостойкости и стабильности размеров. Материал демонстрирует полупроводниковые характеристики и основные характеристики электромагнитного экранирования. Он в первую очередь подходит для условий эксплуатации, связанных с высокотемпературным износом, рассеиванием тепла, легкой конструкцией, вакуумной средой, аэрокосмической промышленностью, новыми энергетическими и прецизионными машинами.
Пленка PEEK с углеродным волокном представляет собой непрерывную черную композитную пленку, изготовленную из гранул смолы PEEK экструзионного качества, смешанных с измельченными углеродными волокнами, с последующим литьем и высокотемпературным отжигом. Доступны три основных марки присадок: CF10, CF20 и CF30.
Марка с низким наполнением CF10 имеет самую низкую вязкость расплава и оптимальную текучесть, поэтому является самой легкой маркой для производства литой пленки (0,05‑0,3 мм). Он имеет мало плавающих волокон на поверхности, сохраняет достаточную прочность и устойчив к хрупкости. Деформация после высечки относительно незначительна, что обеспечивает хороший баланс усиления и прочности.
Недостатки: ограниченное повышение жесткости, незначительное снижение коэффициента теплового расширения, умеренное улучшение износостойкости, скромный прирост электро- и теплопроводности.
CF20 обладает умеренной вязкостью расплава и может стабильно формоваться в пленки (0,10‑0,40 мм). По сравнению с CF10 его модуль упругости, износостойкость, теплопроводность и стабильность размеров заметно улучшены. Хрупкость не достигла уровня CF30, и пленка по-прежнему сохраняет приемлемую устойчивость к изгибу. CF20 обеспечивает наилучший общий баланс между комплексными характеристиками материала и обрабатываемостью литой пленки.
CF30 обеспечивает высочайшее армирование, износостойкость и теплопроводность. Однако вязкость расплава значительно возрастает, что затрудняет стабильное производство сверхтонких литых пленок; Надежное производство ограничено толщиной ≥0,25 мм. Пленка демонстрирует сильно повышенную хрупкость, при небольшом изгибе могут образовываться микротрещины. Риск коробления после высечки существенно возрастает, а контроль за плавающими волокнами на поверхности становится затруднительным. Базовая гранула CF30 уже имеет очень низкое удлинение при разрыве. После переработки в тонкую пленку снятие внутреннего остаточного напряжения значительно увеличивает вероятность коробления во время последующих операций высечки.
Основной принцип этих различий в свойствах заключается в том, что более высокое содержание углеродного волокна увеличивает вязкость расплава. При обработке литой пленки расплавленная смола равномерно распределяется из щелевой матрицы и протягивается через ряд охлаждающих валков. Составы с высоким содержанием наполнителя подвержены образованию трещин, точечной коррозии на поверхности и дефектов плавающих волокон при воздействии натяжения.
Примечание. Это описание применимо только к рубленым литым пленкам с наполнением углеродным волокном; Препреги из непрерывного углеродного волокна исключены, как и специальные антистатические марки ESD. Обычная рубленая пленка PEEK, наполненная углеродным волокном, не эквивалентна специальной антистатической пленке ESD. Диапазон его удельного сопротивления нестабильен, и его нельзя напрямую использовать в качестве антистатического материала полупроводникового класса.
Компания Guangzhou Ideal начала производство пленки PEEK, наполненной углеродным волокном, в 2014 году. За последние десять с лишним лет мы модернизировали производственное оборудование, оптимизировали производственные процессы и установили формальные процедуры контроля качества. Строгий контроль осуществляется на каждом этапе: входной контроль компаундированных пеллет, синхронный мониторинг в реальном времени в процессе производства и заключительные лабораторные испытания на заводе.
1. Входной контроль сырья:
А. Влагомер Карла Фишера используется для анализа содержания влаги в сырье. Мы контролируем содержание влаги в модифицированных гранулах на уровне ≤0,02%, чтобы предотвратить образование пузырьков и точечных дефектов в готовых пленках.
Б. Мы проводим испытание на зольный остаток в муфельной печи (прокаливание при температуре 580-600°C) для измерения содержания углеродного наполнителя. Допустимое отклонение между измеренным содержанием наполнителя и номинальным значением составляет ≤±0,5% масс.
C. После двухшнекового компаундирования для подготовки проб углеродные волокна отделяются посредством пиролиза. Длины волокон подсчитываются под оптическим микроскопом, чтобы подтвердить целевой диапазон сохраняемой длины волокна 0,2-0,6 мм и выявить чрезмерное сдавливание волокон.
2. Пленка PEEK с углеродным волокном. Проверка производственной линии в режиме реального времени:
A. Мониторинг толщины в режиме онлайн: толщиномер с бета-лучами или лазерный бесконтактный толщиномер выполняет непрерывное поперечное сканирование по всей ширине рулона; В реальном времени генерируются кривые толщины, а участки, выходящие за пределы допуска, автоматически помечаются. Это поддерживает точную регулировку кромки матрицы с обратной связью. Подходит для непрерывного производства пленки толщиной 0,1‑0,5 мм; Допуск по толщине выдерживается в пределах ±0,01‑0,03 мм.
B. Онлайн-система визуального контроля поверхности CCD: высокоскоростные промышленные камеры выявляют дефекты поверхности, включая черные пятна, пригоревшие частицы, точечные отверстия, продольные царапины и плавающие волокна. Места дефектов отмечаются струйной маркировкой; дефектные сегменты полотна можно удалить при последующих операциях намотки. Ограничения: ПЗС-контроль не может обнаружить внедренный под поверхность металлический мусор или внутренние микропустоты; он исследует только внешнюю поверхность пленки.
C. Онлайн-рентгеновский контроль: онлайн-рентгеновская дефектоскопия проверяет пленку на наличие вкраплений твердых металлических частиц. Это дополнительное оборудование высокого класса, которое не является стандартной конфигурацией для всех производственных циклов.
3. Автономные лабораторные испытания готовой продукции:
А. Проверка размеров и внешнего вида: толщина пленки измеряется цифровым микрометром; ширину, длину и торец рулона проверяют с помощью стальных мерительных линеек. Качество поверхности оценивается путем визуального наблюдения в сочетании со стереомикроскопическим исследованием для оценки тяжести плавающих волокон; проводится различие между слабой текстурой поверхности и выступающими обнаженными плавающими волокнами. Царапины на поверхности и дефекты «черных пятен» официально фиксируются.
B. Обнаружение микроструктуры. Образцы готовят для металлографического анализа поперечного сечения. Мы оцениваем дисперсию углеродного волокна, проверяем его на агломерацию и количественно определяем внутреннюю пористость. Наш внутренний контрольный показатель пористости составляет менее 2%; мы также проверяем наличие мелкого металлического мусора. ДСК (дифференциальная сканирующая калориметрия) используется для определения температуры пика плавления, кристалличности и температуры стеклования (Tg). Внутренняя кристалличность контролируется в пределах 25‑32%; Изменение кристалличности от партии к партии контролируется для оценки эффективности обработки отжигом.
C. Испытание механических свойств. В соответствии со стандартом ISO527-3 модуль упругости, прочность на разрыв и удлинение при разрыве проверяются отдельно в направлении экструзионной машины (MD) и поперечном направлении (TD). Рассчитывается соотношение модулей MD-to-TD с пределом внутреннего контроля ≤1,6 для управления анизотропией.
D. Оценка остаточного внутреннего напряжения с помощью испытания на коробление при высечке: подготовьте квадратные образцы пленки PEEK, наполненной углеродным волокном, размером 100×100 мм, свободно положите их на плоскую стеклянную пластину и оставьте при комнатной температуре на 24 часа. Измеряют высоту угловой арки каждого образца. Для стандартных неотожженных марок максимально допустимая высота дуги составляет ≤6 мм; для прецизионных марок, подвергнутых автономному отжигу, высота дуги должна составлять ≤2‑3 мм.
E. Испытание тепловых свойств. Температура теплового отклонения (HDT, ISO75) и коэффициент теплового расширения (CTE) измеряются как в MD, так и в TD-направлениях для оценки стабильности размеров при циклическом воздействии высоких и низких температур.
F. Испытания на трение и износостойкость. Испытания на истирание по Таберу проводятся для определения коэффициента трения и скорости износа для оценки характеристик износостойкости.
А. Металлографический анализ поперечного сечения и испытания на растяжение представляют собой разрушающий выборочный контроль; они не могут гарантировать, что каждая позиция на всем рулоне не имеет дефектов.
B. Онлайн-рентгеновская дефектоскопия металлов является дополнительным оборудованием премиум-класса. Одна только фильтрация расплава не может устранить на 100% риск, связанный с следами металлических посторонних примесей.
C. Испытание на коробление дает лишь косвенную оценку остаточного внутреннего напряжения; не существует прямого метода испытаний, позволяющего получить числовое значение остаточного напряжения.
D. Анизотропию MD‑TD можно оценить только на отобранных образцах; процесс производства литой пленки не может полностью устранить это присущее ей анизотропное поведение.
Благодаря внедрению вышеупомянутых процедур контроля качества наша пленка из ПЭЭК с углеродным наполнителем имеет плоские, гладкие поверхности с обеих сторон, равномерную матово-черную отделку и равномерный цвет по всему полотну.
1. Отсутствие дефектов, влияющих на качество, таких как твердые черные пятна, вызванные скоплением углерода, пузыри, точечные отверстия, сквозные трещины, глубокие царапины, масляные пятна или посторонние включения.
2. Торцы рулонов аккуратные, без телескопических и перекосов слоев рулона. Намотка ровная и плотная; Между последовательными слоями раны вставлена разделительная защитная пленка.
3. Не допускаются твердые выпуклые черные пятна, вкрапленные металлические твердые включения, сквозные отверстия, сплошные царапины, пузыри и морщины.
4. Результаты испытаний по толщине, механическим характеристикам и зольности в пределах одной партии продукции колеблются в допустимых пределах.
5. Для каждой партии выдается сертификат заводской проверки COC, в котором указывается номер партии, загрузка наполнителя, толщина пленки и полные данные механических испытаний.
| Название продукта | Пленка PEEK с углеродным наполнением |
| Материал | CF10 PEEK, CF20 PEEK, CF30 PEEK |
| Цвет (наполнитель) | Однородный матовый черный |
| Обычная толщина | 12 мкм, 25 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 200 мкм, 500 мкм, 1 мм |
| Ширина | 300 мм, 500 мм, 620 мм, 1000 мм поддерживают резку любой узкой ширины по индивидуальному заказу. |
| Длина | Рулоны длиной 50 м, 100 м, длинные и короткие могут быть изготовлены по индивидуальному заказу. |
| образец | Для переговоров |
| Сертификаты | ИСО9001:2012 |
| Вспомогательные услуги | резка, ламинирование, высечка, различные типы готовых изделий из цельных прокладок могут быть изготовлены по индивидуальному заказу. |
1. Теплопроводность: чистый PEEK имеет теплопроводность всего 0,29 Вт/(м·К). CF10 достигает 0,5–0,7 Вт/(м·К), а CF30 достигает 0,8–1,2 Вт/(м·К), обеспечивая в 3–4 раза более высокую эффективность рассеивания тепла, чем чистый PEEK.
2. Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения (КТР). Каркас из углеродного волокна ограничивает тепловую деформацию смолы, обеспечивая минимальное отклонение размеров во время термоциклирования.
3. После отжига и формовки пленка достигает степени термической усадки ≤0,5% при температуре 260°C, обеспечивая стабильную точность размеров для сверхтонких прецизионных прокладок.
1. Материал обладает превосходной самосмазывающейся способностью, коэффициент трения более чем на 40 % ниже, чем у чистого PEEK. Он поддерживает долгосрочную стабильную работу без смазки маслом.
2. Он обеспечивает исключительную усталостную прочность и сопротивляется растрескиванию или разрушению при возвратно-поступательном скольжении и многократном сжатии.
3. Ограничения: Пленка из ПЭЭК с углеродным наполнителем имеет более низкую прочность, чем пленка из ненаполненного натурального ПЭЭК, но с повышенной хрупкостью, что делает ее непригодной для сценариев, связанных с частыми сильными изгибами или ударными нагрузками.
4. При длительном экстремальном возвратно-поступательном скольжении на пленке могут образовываться следы твердых волокон, поэтому она не применима для прямого контакта с поверхностями высокоточных литографических пластин.
Внутренние углеродные волокна образуют непрерывную проводящую сеть, обеспечивая стабильное поверхностное сопротивление в диапазоне 10³–10⁸ Ом/кв. Материал обладает полупроводниковыми характеристиками и базовыми характеристиками экранирования электромагнитных помех, которые поглощают и изолируют паразитные электромагнитные помехи, создаваемые кабелями и силовыми модулями.
Пленка PEEK с углеродным волокном сочетает в себе высокую теплопроводность, отличную износостойкость, эффективность электромагнитного экранирования и стабильность в вакууме, обеспечивая широкий спектр промышленного применения, а именно:
Она служит пленкой для защиты от электромагнитных помех для воздушных кабелей, заменяя традиционную медную и алюминиевую фольгу и уменьшая вес компонентов более чем на 30%. Он действует как высокотемпературная маслостойкая изолирующая облицовка моторных отсеков самолетов, противостоящая коррозии от авиационного топлива и гидравлической жидкости. Его радиационно-стойкие свойства с низким выделением газов делают его идеальным для изоляции спутниковых вакуумных модулей в условиях экстремальных перепадов температур в космосе. Он также используется для изготовления износостойких скользящих прокладок в прецизионных трансмиссионных механизмах дронов.
Благодаря низкому выделению газа, низкому осаждению ионов, высокой теплопроводности и стабильной стабильности размеров при высоких температурах и вакууме, пленка PEEK, наполненная углеродным волокном, широко используется в полупроводниковых процессах. Типичные области применения включают высокотемпературную изоляционную облицовку для вакуумных камер травления, PVD, CVD и плазменной очистки; теплопроводящие износостойкие сверхтонкие прокладки для приспособлений для переноса пластин; теплоотводящие изоляционные пленки для стопорных колец СМР; и теплопроводящая износостойкая футеровка для высокотемпературных стендов для испытания стружки.
Он применяется для самосмазывающихся скользящих подкладочных пленок для высокоскоростных линейных направляющих и конвейерных роликов, высокотемпературных антиадгезионных пленок для форм для литья под давлением и горячего прессования, термо- и маслостойких уплотнительных листов для гидравлических клапанов и корпусов насосов, а также антифрикционных термоизоляционных прокладок для соединений роботов, чтобы избежать накопления тепла при трении.
Подходит для термоизоляционной прокладки вакуумных камер электронных микроскопов и машин для нанесения оптических покрытий, устойчивых к высоким температурам прокладок креплений для оборудования для физических и химических испытаний, а также радиационно-стойких защитных пленок для приборов ядерного обнаружения.
1. Процессы производства полупроводников сверхвысокой чистоты, включающие прямой контакт пластины, при которых выделение углеродного мусора может вызвать загрязнение поверхности.
2. Приложения, требующие стабильных характеристик электростатического разряда в пределах 10⁶–10⁹ Ом/кв., поскольку этот материал демонстрирует неконтролируемые широкие колебания удельного сопротивления и не может соответствовать стандартным требованиям по рассеиванию статического электричества.
3. Детали, требующие многократного изгиба и гибкой упругости из-за присущей материалу хрупкости и низкого удлинения при разрыве.
4. Оптически прозрачные компоненты, поскольку пленка полностью черная и непрозрачная.
5. Применение листов со сверхвысокой плоскостностью и нулевой короблением. Процесс литья создает собственную ориентацию волокон; отжиг только снимает остаточное напряжение и не может обеспечить полное нулевое коробление. Сверхвысокая плоскостность требует дополнительного двухстороннего прецизионного фрезерования с ЧПУ.
6. Условия работы с сильными окислителями, такими как концентрированная серная кислота, которые вызывают коррозию подложки из PEEK.
A1: Для основного диапазона толщины 0,1–0,5 мм общепромышленный класс обеспечивает допуск по толщине ±0,02–0,04 мм, тогда как прецизионный класс достигает ±0,01–0,03 мм. Допуск на ширину рулона составляет ±2 мм, а допуск на обрезку листа — ±1 мм. Для сверхтонких датчиков толщиной менее 0,1 мм применяются смягченные стандарты допуска, подтвержденные техническим соглашением.
A2: Деформация после высечки в основном вызвана остаточным внутренним напряжением, возникающим во время экструзионного литья, а также анизотропной усадкой, вызванной ориентацией углеродного волокна в машинном направлении. Сплавы, подвергнутые автономному отжигу, эффективно снижают риск коробления, хотя присущую материалу анизотропию невозможно полностью устранить. Клиенты, которым требуется сверхточная обработка, могут провести вторичный отжиг на месте для дальнейшей стабилизации плоскостности.
A3: Чтобы свести к минимуму остаточное напряжение и анизотропию литой пленки PEEK с углеродным наполнителем, мы применяем основные элементы управления процессом, включая градиентное медленное охлаждение вместо быстрой закалки, низкое натяжение при вытяжке, оптимизированную конфигурацию шнеков с низким сдвигом и профессиональный автономный отжиг. Наша система контроля качества строго контролирует соотношение модулей MD-TD и уровень деформации при высечке. Обратите внимание, что присущую материалу анизотропию можно только смягчить, но не устранить полностью.
A4: Ширина рулона мастер-пленки варьируется от 300 до 650 мм, и его можно дополнительно разрезать на узкую ширину по индивидуальному заказу. Длина рулона зависит от толщины: тонкие пленки толщиной 0,1–0,25 мм обычно составляют 25–50 м на рулон, а пленки средней толщины 0,3–0,5 мм составляют 50–100 м на рулон, причем все они оснащены сердечником с внутренним диаметром 76 мм.
A5: Стандартная пленка PEEK с углеродным наполнителем имеет нестабильное полупроводниковое сопротивление в широком диапазоне 10³–10⁵ Ом/кв. Это не формальный антистатический материал, контролируемый электростатическим разрядом, и он не может поддерживать стабильное удельное сопротивление в пределах стандартного диапазона ESD 10⁶–10⁹ Ом/кв. Для формальных применений ESD в полупроводниках требуется специальная ESD-стабилизированная пленка PEEK.
A6: Нет. Стандартная пленка PEEK с углеродным наполнителем отделяет мелкие углеродные микрочастицы при трении, вызывая серьезное загрязнение при прямом контакте с пластинами. Этот материал подходит только для изготовления износостойких вкладышей и изолирующих прокладок, не имеющих контакта с пластинами, внутри полупроводникового оборудования. Прецизионные компоненты, контактирующие с пластиной, должны быть изготовлены из высокочистых полупроводниковых материалов ESD PEEK.
