PEEK Film plněný uhlíkem (nasekaný polyetheretherketonový litý film plněný uhlíkovými vlákny) používá jako matrici semikrystalickou vysoce výkonnou termoplastickou pryskyřici PEEK. Je smíchán s nasekanými uhlíkovými vlákny na bázi PAN a kontinuálně tvarován procesem vytlačování s plochým tlakovým litím ve tvaru T za vzniku černého technického plastového filmového materiálu.
PEEK fólie plněná uhlíkem si zachovává základní vlastnosti panenského PEEKu, včetně odolnosti proti vysokým teplotám, chemické odolnosti, odolnosti proti hydrolýze a odolnosti proti záření. Mezitím dosahuje podstatného zlepšení tuhosti, tepelné vodivosti, samomazné odolnosti proti opotřebení a rozměrové stability. Materiál vykazuje polovodičové vlastnosti a základní elektromagnetické stínění. Je primárně vhodný pro provozní podmínky zahrnující vysokoteplotní opotřebení, odvod tepla, lehkou konstrukci, vakuová prostředí, letecký průmysl, nové energetické aplikace a aplikace přesných strojů.
PEEK Film s uhlíkovými vlákny je souvislá černá kompozitní fólie vyrobená z vytlačovaných pelet z PEEK pryskyřice smíchaných s nasekanými uhlíkovými vlákny, po kterých následuje lití a vysokoteplotní žíhání. K dispozici jsou tři hlavní třídy plniva: CF10, CF20 a CF30.
Třída CF10 low-fill má nejnižší viskozitu taveniny a optimální tekutost, takže je to nejjednodušší třída pro výrobu litého filmu (0,05–0,3 mm). Má málo plovoucích vláken na povrchu, zachovává si přiměřenou houževnatost a odolává křehkosti. Deformace po vysekávání je relativně malá a poskytuje dobrou rovnováhu mezi vyztužením a houževnatostí.
Nedostatky: omezené zvýšení tuhosti, mírné snížení koeficientu tepelné roztažnosti, mírné zlepšení odolnosti proti opotřebení a mírné zvýšení elektrické a tepelné vodivosti.
CF20 vykazuje střední viskozitu taveniny a lze jej stabilně odlévat do filmů (0,10–0,40 mm). Ve srovnání s CF10 se výrazně zlepšil jeho modul, odolnost proti opotřebení, tepelná vodivost a rozměrová stabilita. Křehkost nedosáhla úrovně CF30 a fólie si stále zachovává přijatelnou toleranci ohybu. CF20 poskytuje nejlepší celkovou rovnováhu mezi komplexním materiálovým výkonem a zpracovatelností litého filmu.
CF30 poskytuje nejvyšší vyztužení, odolnost proti opotřebení a tepelnou vodivost. Viskozita taveniny však výrazně stoupá, což ztěžuje stabilní výrobu ultratenkých litých filmů; spolehlivá výroba je omezena na tloušťky ≥0,25 mm. Film vykazuje výrazně zvýšenou křehkost a při mírném ohýbání se mohou tvořit mikrotrhlinky. Riziko deformace po vysekávání podstatně stoupá a kontrola povrchových plovoucích vláken se stává náročným. Základní peleta CF30 má již velmi nízkou tažnost při přetržení. Po zpracování do tenké fólie uvolnění vnitřního zbytkového napětí výrazně zvyšuje pravděpodobnost deformace při následném vysekávání.
Základním principem těchto rozdílů ve vlastnostech je, že vyšší zatížení uhlíkovými vlákny zvyšuje viskozitu taveniny. Při zpracování litého filmu se roztavená pryskyřice šíří rovnoměrně z štěrbiny a je tažena přes řadu chladicích válců. Formulace s vysokým obsahem plniva jsou náchylné k prasklinám, povrchovým důlkům a plovoucím defektům vláken, jsou-li vystaveny tahovému tahu.
Poznámka: Tento popis platí pouze pro lité filmy plněné nasekanými uhlíkovými vlákny; kontinuální prepregy z uhlíkových vláken jsou vyloučeny, stejně jako speciální antistatické třídy ESD. Obyčejná nasekaná PEEK fólie plněná uhlíkovými vlákny není ekvivalentní speciální ESD antistatické fólii. Jeho rozsah odporu je nestabilní a nelze jej přímo použít jako polovodičový antistatický materiál.
Společnost Guangzhou Ideal zahájila výrobu PEEK fólie plněné uhlíkovými vlákny v roce 2014. Během posledních více než deseti let jsme modernizovali výrobní zařízení, optimalizovali výrobní pracovní postupy a zavedli formální postupy kontroly kvality. Přísné kontroly jsou implementovány ve všech fázích: vstupní kontrola složených pelet, synchronní monitorování v reálném čase během výroby a závěrečné laboratorní testování v továrně.
1. Vstupní kontrola surovin:
A. K analýze obsahu vlhkosti surovin se používá přístroj na měření vlhkosti Karl Fischer. Kontrolujeme obsah vlhkosti upravených pelet na ≤0,02 %, abychom zabránili vzniku bublin a dírek v hotových fóliích.
B. Provádíme test zbytků popela v muflové peci (kalcinace při 580–600 °C) k měření zatížení plniva uhlíkovými vlákny. Přípustná odchylka mezi naměřeným obsahem plniva a jmenovitou specifikací je ≤±0,5 hm. %.
C. Po dvoušnekovém složení pro přípravu vzorku se uhlíková vlákna oddělí pyrolýzou. Délky vláken se počítají pod optickým mikroskopem, aby se potvrdil cílový udržovaný rozsah délek vláken 0,2–0,6 mm a aby se identifikovalo nadměrné drcení vláken.
2. PEEK Film s uhlíkovými vlákny On-line kontrola výrobní linky v reálném čase:
A. On-line monitorování tloušťky: Tloušťkoměr β-paprsků nebo laserový bezkontaktní tloušťkoměr provádí nepřetržité příčné skenování přes celou šířku role; jsou generovány křivky tloušťky v reálném čase a úseky mimo toleranci jsou automaticky označeny příznakem. To podporuje jemné nastavení břitu matrice v uzavřené smyčce. Vhodné pro výrobu kontinuálně lité fólie v rozsahu 0,1–0,5 mm; tolerance tloušťky je udržována na ±0,01–0,03 mm.
B. Online systém vizuální kontroly povrchu CCD: vysokorychlostní průmyslové kamery identifikují povrchové vady včetně černých skvrn, spálených částic, dírek, podélných škrábanců a plovoucích vláken. Místa defektů jsou označena inkoustovým značením; vadné segmenty pásu mohou být odstraněny v následujících operacích navíjení. Omezení: Kontrola CCD nemůže detekovat podpovrchové kovové úlomky nebo vnitřní mikrodutiny; zkoumá pouze vnější povrch filmu.
C. Online rentgenová kontrola: Online rentgenová detekce defektů prověří film, zda neobsahuje vložené tvrdé kovové částice. Toto je volitelné vybavení vyšší třídy a není standardní konfigurací pro všechny výrobní série.
3. Offline laboratorní testování hotových výrobků:
A. Kontrola rozměrů a vzhledu: tloušťka filmu se měří digitálním mikrometrem; šířka, délka a čelo válce se kontrolují pomocí ocelových měřících pravidel. Kvalita povrchu se posuzuje vizuálním pozorováním kombinovaným s vyšetřením stereomikroskopem pro hodnocení závažnosti plovoucích vláken; rozlišuje se mezi slabou povrchovou strukturou a vyčnívajícími odhalenými plovoucími vlákny. Povrchové škrábance a černé skvrny jsou formálně zaznamenány.
B. Detekce mikrostruktury: Vzorky jsou připraveny pro metalografickou analýzu průřezů. Posuzujeme disperzi uhlíkových vláken, kontrolujeme aglomeraci vláken a kvantifikujeme vnitřní poréznost. Náš cíl vnitřní kontroly pro poréznost je pod 2 %; také třídíme jemné kovové nečistoty. DSC (Differential Scanning Calorimetry) se používá k testování teploty vrcholu tání, krystalinity a teploty skelného přechodu (Tg). Vnitřní krystalinita je kontrolována v rozmezí 25–32 %; variace krystalinity od šarže k šarži se monitorují, aby se vyhodnotila účinnost zpracování žíháním.
C. Zkoušení mechanických vlastností: V souladu s ISO527‑3 se modul v tahu, pevnost v přetržení a prodloužení při přetržení testují samostatně ve směru vytlačování stroje (MD) a v příčném směru (TD). Vypočítá se poměr modulu MD-k-TD s vnitřním kontrolním limitem ≤1,6 pro řízení anizotropie.
D. Vyhodnocení zbytkového vnitřního napětí pomocí vyseknutého testu deformace: Připravte čtvercové vzorky PEEK filmu naplněné uhlíkovými vlákny o rozměrech 100 mm × 100 mm, položte je volně na plochou skleněnou desku a nechte je odpočívat při pokojové teplotě po dobu 24 hodin. Měří se výška rohového oblouku každého vzorku. U standardních nežíhaných jakostí je maximální povolená výška oblouku ≤6 mm; pro přesné offline žíhané třídy musí být výška oblouku ≤2‑3 mm.
E. Testování tepelných vlastností: Teplota tepelného ohybu (HDT, ISO75) a koeficient tepelné roztažnosti (CTE) se měří ve směru MD i TD, aby se vyhodnotila rozměrová stabilita při cyklování při vysokých a nízkých teplotách.
F. Testování tření a odolnosti proti opotřebení: Testování otěru podle Tabera se provádí za účelem stanovení koeficientu tření a míry opotřebení pro hodnocení odolnosti proti opotřebení.
A. Metalografická analýza průřezu a tahové zkoušky jsou destruktivní kontroly odběru vzorků; nemohou zaručit, že každá pozice na celé roli je bezchybná.
B. Online rentgenová detekce kovových vad je prémiové volitelné vybavení. Samotná filtrace taveniny nemůže eliminovat 100 % rizika stopových kovových cizích nečistot.
C. Zkouška deformace poskytuje pouze nepřímé posouzení zbytkového vnitřního napětí; neexistuje žádná přímá zkušební metoda, která by poskytla číselnou hodnotu zbytkového napětí.
D. Anizotropii MD‑TD lze hodnotit pouze na vzorcích; výrobní proces lité fólie nemůže plně eliminovat toto inherentní anizotropní chování.
Díky výše uvedeným postupům kontroly kvality se naše PEEK fólie plněná uhlíkem vyznačuje plochými, hladkými povrchy na obou stranách, s jednotným matně černým povrchem a konzistentní barvou po celé síti.
1. Žádné vady ovlivňující kvalitu, jako jsou tvrdé černé skvrny způsobené aglomerací uhlíku, bubliny, dírky, trhliny v tloušťce, hluboké škrábance, olejové skvrny nebo cizí inkluze.
2. Koncové plochy role jsou čisté, bez teleskopických nebo nesprávně zarovnaných vrstev role. Vinutí je rovnoměrné a těsné; mezi po sobě jdoucí navinuté vrstvy je vložena separační ochranná fólie.
3. Tvrdé vyvýšené černé skvrny, zapuštěné kovové tvrdé inkluze, pronikavé dírky, nepřetržité škrábance, bubliny a vrásky nejsou povoleny.
4. Tloušťka, mechanické vlastnosti a výsledky zkoušek obsahu popela v rámci jedné výrobní šarže kolísají v přijatelných mezích.
5. Pro každou šarži je vydán certifikát o tovární kontrole COC, který uvádí číslo šarže, náplň plniva, tloušťku filmu a kompletní údaje o mechanické zkoušce.
| Název produktu | PEEK fólie plněná uhlíkem |
| Materiál | CF10 PEEK, CF20 PEEK, CF30 PEEK |
| Barva (výplň) | Jednotná matná černá |
| Konvenční tloušťka | 12μm, 25μm, 50μm, 100μm, 200μm, 500μm, 1mm |
| Šířka | 300 mm, 500 mm, 620 mm, 1000 mm podporuje jakékoli úzké přizpůsobené řezání |
| Délka | 50m, 100m, dlouhé a krátké role lze upravit podle potřeby |
| ochutnat | K vyjednávání |
| Certifikáty | ISO9001:2012 |
| Podpůrné služby | řezání, laminování, zpracování vysekáváním, různé typy jednodílných těsnění hotových výrobků lze přizpůsobit |
1. Tepelná vodivost: Čistý PEEK má tepelnou vodivost pouze 0,29 W/(m·K). CF10 dosahuje 0,5–0,7 W/(m·K), zatímco CF30 dosahuje 0,8–1,2 W/(m·K), čímž poskytuje 3–4krát vyšší účinnost rozptylu tepla než čistý PEEK.
2. Extrémně nízký koeficient tepelné roztažnosti (CTE). Kostra z uhlíkových vláken omezuje tepelnou deformaci pryskyřice a zajišťuje minimální rozměrovou odchylku během tepelného cyklování.
3. Po zpracování žíháním a tvarováním dosahuje fólie míry tepelného smrštění ≤ 0,5 % při 260 °C, přičemž si zachovává stabilní rozměrovou přesnost pro ultratenká přesná těsnění.
1. Materiál se vyznačuje vynikající vlastní samomazáním s koeficientem tření o více než 40 % nižším než čistý PEEK. Podporuje dlouhodobý stabilní provoz bez mazání olejem.
2. Poskytuje vynikající odolnost proti únavě a odolává praskání nebo lomu při vratném posuvu a opakovaném stlačení.
3. Omezení: Fólie PEEK plněná uhlíkem má nižší houževnatost než neplněná přírodní fólie PEEK se zvýšenou křehkostí, takže je nevhodná pro scénáře zahrnující časté velké ohybové nebo rázové namáhání.
4. Při dlouhodobém extrémním vratném posuvu může fólie vytvářet stopy tvrdých vláken, takže není použitelná pro přímý kontakt s povrchy vysoce přesných litografických plátků.
Vnitřní uhlíková vlákna tvoří souvislou vodivou síť, která poskytuje stabilní povrchový odpor v rozmezí 10³–10⁸ Ω/sq. Materiál vykazuje polovodivé vlastnosti a základní EMI stínění, které absorbuje a izoluje rozptýlené elektromagnetické rušení generované kabely a napájecími moduly.
PEEK Film s uhlíkovými vlákny integruje vysokou tepelnou vodivost, vynikající odolnost proti opotřebení, výkon elektromagnetického stínění a vakuovou stabilitu, čímž podporuje široké průmyslové aplikace takto:
Slouží jako EMI stínící fólie pro vzdušné kabely, nahrazuje tradiční měděnou a hliníkovou fólii a snižuje hmotnost komponent o více než 30 %. Působí jako vysokoteplotní, oleji odolná izolační výstelka pro prostory leteckých motorů, odolává korozi z leteckého paliva a hydraulické kapaliny. Díky své odolnosti vůči záření a nízkému uvolňování plynů je ideální pro izolaci satelitních vakuových modulů při extrémních rozdílech vesmírných teplot. Používá se také pro kluzná těsnění odolná proti opotřebení v přesných převodových mechanismech dronů.
Díky nízkému odplynění, nízkému srážení iontů, vysoké tepelné vodivosti a stabilní rozměrové stabilitě vakua a vysokých teplot je PEEK Film plněný uhlíkovými vlákny široce používán v polovodičových procesech. Typické aplikace zahrnují vysokoteplotní izolační obložení pro leptání, PVD, CVD a plazmové čištění vakuových komor; tepelně vodivá ultratenká těsnění odolná proti opotřebení pro zařízení pro přenos destiček; izolační fólie pro odvod tepla pro pojistné kroužky CMP; a tepelně vodivé obložení odolné proti opotřebení pro vysokoteplotní zkušební stolice čipů.
Aplikuje se na samomazné kluzné výstelkové fólie pro vysokorychlostní lineární vedení a dopravníkové válečky, vysokoteplotní uvolňovací fólie pro vstřikovací a lisovací formy, tepelně a olejivzdorné těsnicí fólie pro hydraulické ventily a tělesa čerpadel a antitřecí tepelně izolační podložky pro klouby robotů, aby se zabránilo akumulaci třecího tepla.
Vhodné pro tepelně izolační obložení vakuových komor elektronových mikroskopů a optických potahovacích strojů, vysokoteplotní korozivzdorná těsnění upínacích zařízení pro fyzikální a chemické testovací zařízení a ochranné fólie odolné proti záření pro nástroje pro detekci jaderných zbraní.
1. Procesy s ultravysokou čistotou polovodičů, které zahrnují přímý kontakt plátků, kde může uvolňování uhlíkových úlomků způsobit kontaminaci povrchu.
2. Aplikace vyžadující stabilní ESD výkon v rozsahu 10⁶–10⁹ Ω/sq, protože tento materiál vykazuje nekontrolované, široké kolísání odporu a nemůže splnit standardní požadavky na rozptylování statické elektřiny.
3. Součásti vyžadující opakované ohýbání a pružnou pružnost kvůli přirozené křehkosti materiálu a nízkému prodloužení při přetržení.
4. Optické průhledné komponenty, protože fólie je zcela černá a neprůhledná.
5. Aplikace listů s ultra vysokou rovinností s nulovou deformací. Proces odlévání vytváří vlastní orientaci vláken; žíhání pouze zmírňuje zbytkové napětí a nemůže dosáhnout úplné nulové deformace. Ultra vysoká rovinnost vyžaduje dodatečné CNC oboustranné přesné frézování.
6. Pracovní podmínky se silnými oxidačními médii, jako je koncentrovaná kyselina sírová, která způsobí korozi substrátu PEEK.
A1: Pro hlavní rozsah tloušťky 0,1–0,5 mm poskytuje obecná průmyslová třída toleranci tloušťky ±0,02–0,04 mm, zatímco přesná třída dosahuje ±0,01–0,03 mm. Tolerance šířky role je ±2 mm a tolerance řezaného listu je ±1 mm. Ultratenká měřidla pod 0,1 mm přijímají standardy uvolněné tolerance, které jsou potvrzeny technickou dohodou.
A2: Deformace po vysekávání je způsobena hlavně uzamčeným zbytkovým vnitřním napětím generovaným během vytlačovacího lití, stejně jako anizotropním smrštěním vyvolaným orientací uhlíkových vláken ve směru stroje. Třídy žíhané offline účinně snižují riziko deformace, ačkoli vlastní anizotropii materiálu nelze zcela eliminovat. Zákazníci s požadavky na velmi přesné zpracování mohou implementovat sekundární žíhání na místě, aby se dále stabilizovala rovinnost.
A3: Abychom minimalizovali zbytkové napětí a anizotropii litého uhlíkem plněného PEEK filmu, přijmeme základní procesní kontroly včetně gradientního pomalého chlazení namísto rychlého kalení, nízké tažné napětí, optimalizovanou konfiguraci šroubů s nízkým smykem a profesionální offline žíhání. Náš systém kontroly kvality přísně monitoruje poměr modulu MD-TD a úroveň deformace vysekáváním. Všimněte si, že vlastní anizotropii materiálu lze pouze zmírnit, nikoli zcela odstranit.
A4: Šířka hlavní role se pohybuje od 300 do 650 mm a lze ji dále rozřezat na vlastní úzké šířky. Délka role se liší podle tloušťky: tenké fólie 0,1–0,25 mm jsou typicky 25–50 m na roli a fólie střední tloušťky 0,3–0,5 mm jsou 50–100 m na roli, všechny jsou vybaveny jádrem o vnitřním průměru 76 mm.
A5: Standardní fólie PEEK plněná uhlíkem se vyznačuje nestabilním polovodičovým odporem v širokém rozsahu 10³–10⁵ Ω/sq. Nejedná se o formální ESD řízený materiál rozptylující statickou elektřinu a nemůže udržet stabilní odpor v rámci standardního rozsahu ESD 10⁶–10⁹ Ω/sq. Specializovaná ESD stabilizovaná PEEK fólie je vyžadována pro formální polovodičové ESD aplikace.
A6: Ne. Standardní PEEK fólie plněná uhlíkem uvolňuje jemné uhlíkové mikročástice při třecím klouzání, což způsobuje vážné znečištění při přímém kontaktu s destičkami. Tento materiál je vhodný pouze pro bezkontaktní otěrové vložky a izolační podložky uvnitř polovodičových zařízení. Přesné součásti s destičkovým kontaktem musí být vyrobeny z vysoce čistých polovodičových materiálů ESD PEEK.
