ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАЖДАЮЩИЙ МОДУЛЬ С ДЕМПФИРУЮЩИМ ПРОВОДНИКОМ НА ХОЛОДНЫХ СПАЯХ

Ссылка для цитирования:

Касьянов А.А., Исаченко Г.Н., Самусевич К.Л. Термоэлектрический охлаждающий модуль с демпфирующим проводником на холодных спаях // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 2. С. 229–235. 

Аннотация

Предмет исследования. Представлены результаты исследования термоэлектрического охлаждающего модуля с демпфирующим тепло- и электропроводящим веществом на холодных спаях. В качестве материала термоэлектрического элемента использован теллурид, синтезированный в печи плавления. Размер термоэлектрического элемента 2,0×2,0×1,5 мм. Модули монтировались на керамические пластины размером 30×30×0,89 мм из 96 %-ного Al₂O₃. В качестве материала коммутационных шин использована медь, покрытая слоем никеля. Модули крепились на плату пайкой. В качестве сборочного припоя использовалась оловянно-висмутовая паяльная паста (Т_пл = 139 °С). Методы. Для повышения эффективности теплового контакта термоэлектрического модуля, работающего в условиях большого температурного градиента между горячей и холодной сторонами термоэлектрического элемента, особенно у элементов n-типа, на горячих спаях предложено использовать упругий электропроводящий клей на основе силикона с удельным сопротивлением 0,02 Ом/см, плотностью 3,7 г/см3, теплопроводностью 2,1 Вт/(м·К). Токопроводящий силиконовый клей-герметик EX-A302L состоял из однокомпонентного силикона холодной вулканизации с вкраплениями токопроводящих микрогранул. Рабочая температура от –50 до +120 °С позволяет применять этот клей как для обычных холодильных модулей, так и для холодного спая среднетемпературных модулей. Предложена поэтапная технология сборки модуля. Основные результаты. Проведены сравнительные испытания экспериментального термоэлектрического модуля и стандартного промышленного термоэлектрического модуля ТВ-31-2.0-1.5 на измерительных установках производства ООО «Криотерм». Целостность модулей проверялась на тепловизоре Testo. Установлено, что разница между рабочими характеристиками экспериментального и промышленного модулей не превышает 10 %, что лежит в пределах допустимой нормы. Выявлено, что динамика разрушения модулей после температурного циклирования фактически одинакова. Практическая значимость. Полученные результаты демонстрируют возможность использования электропроводящего клея в качестве контактного слоя для термоэлемента. Предложенная технология позволит использовать в ветвях термоэлектрических модулей материалы с различными коэффициентами температурного расширения, что повысит коэффициент полезного действия термоэлектрического устройства.

Благодарности. Эксперимент и измерения проводились в ООО «Криотерм».

Список литературы

1. Amatya R., Ram R.J. Trend for thermoelectric materials and their Earth abundance // Journal of Electronic Materials. 2012. V. 41. N 6. P. 1011–1019. doi: 10.1007/s11664-011-1839-y
2. LeBlanc S., Yee S.K., Scullin M.L., Dames C., Goodson K.E. Material and manufacturing cost considerations for thermoelectrics // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. V. 32. P. 313–327. doi: 10.1016/j.rser.2013.12.030
3. Zheng X.F., Liu C.X., Yan Y.Y., Wang Q. A review of thermoelectrics research – recent developments and potentials for sustainable and renewable energy applications // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. V. 32. P. 486–503. doi: 10.1016/j.rser.2013.12.053

4. Zaitsev V.K., Fedorov M.I., Gurieva E.A., Eremin I.S., Konstantinov P.P., Samunin A.Y., Vedernikov M.V. Highly effective Mg₂Si_1-xSn_x thermoelectrics // Physical Review B. 2006. V. 74. N 4. Art. 045207.

5. Bashir M.B.A., Mohd Said S, Sabri M.F.M., Shnawah D.A, Elsheikh M.H. Recent advances on Mg₂Si_1−xSn_x materials for thermoelectric generation // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. V. 37. P. 569–584. doi: 10.1016/j.rser.2014.05.060
6. Gao P., Berkun I., Schmidt R., Luzenski M., Lu X., Bordon Sarac P., Case E., Hogan T.P. Transport and mechanical properties of high-ZT Mg_2.08Si_0.4-xSn0.6Sb_x thermoelectric materials // Journal of Electronic Materials. 2014. V. 43. N 6. P. 1790–1803. doi: 10.1007/s11664-013-2865-8
7. Khan A.U., Vlachos N.V., Hatzikraniotis E., Polymeris G.S., Lioutas C.B., Stefanaki E.C., Paraskevopoulos K.M., Giapintzakis I., Kyratsi T.Thermoelectric properties of highly efficient Bi-doped Mg₂Si_1−x−ySn_xGe_y materials //Acta Materialia. 2014. V. 77. P. 43–53. doi: 10.1016/j.actamat.2014.04.060

8. Федоров М.И. Термоэлектрические силициды: прошлое, настоящее и будущее // Термоэлектричество. 2009. № 2. С. 53–64.

9. Engstrom I., Lonnberg B. Thermal expansion studies of the group IV‐VII transition‐metal disilicides // Journal of Applied Physics. 1988. V. 63. N 9. P. 4476–4484. doi: 10.1063/1.340168
10. Gelbstein Y., Tunbridge J., Dixon R., Reece M., Ning H., Gilchrist R., Summers R., Agote I., Lagos M.A., Simpson K., Rouaud C., Feulner P., Rivera S., Torrecillas R., Husband M., Crossley J., Robinson I. Physical, mechanical, and structural properties of highly efficient nanostructured n- and p-silicides for practical thermoelectric applications // Journal of Electronic Materials. 2014. V. 43. N 6. P. 1703–1711. doi: 10.1007/s11664-013-2848-9
11. Sondergaard M., Christensen M., Borup K.A., Yin H., Iversen B.B. Thermoelectric properties of the entire composition range in Mg₂Si_0.9925−xSn_xSb_0.0075 // Journal of Electronic Materials. 2013. V. 42. N 7. P. 1417–1421. doi: 10.1007/s11664-012-2282-4
12. Bourgois J., Tobola J., Chaput L., Zwolenski P., Berthebaud D., Gascoin F., Recour Q., Scherrer H. Study of electron, phonon and crystal stability versus thermoelectric properties in Mg2X(X = Si, Sn) compounds and their alloys // Functional Materials Letters. 2013. V. 6. N 5. Art. 1340005. doi: 10.1142/S1793604713400055
13. Tani J., Takahashi M., Kido H. J. Fabrication of oxidation-resistant β-FeSi₂ film on Mg₂Si by RF magnetron-sputtering deposition // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 488. N 1. P. 346–349. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.08.128
14. Tani J., Takahashi M., Kido H. Thermoelectric properties and oxidation behaviour of Magnesium Silicide // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2011. V. 18. Art. 142013. doi: 10.1088/1757-899X/18/14/142013
15. Nemoto T., Iida T., Sato J., Sakamoto T., Nakajima T., Takanashi Y. Power generation characteristics of Mg₂Si uni-leg thermoelectric generator // Journal of Electronic Materials. 2012. V. 41. N 6. P. 1312–1316. doi: 10.1007/s11664-012-1963-3
16. Nemoto T., Iida T., Sato J., Sakamoto T., Hirayama N., Nakajima T., Nakajima T., Takanashi Y. Development of an Mg₂Si unileg thermoelectric module using durable Sb-doped Mg₂Si legs // Journal of Electronic Materials.2013. V. 42. N 7. P. 2192–2197. doi: 10.1007/s11664-013-2569-0
17. Nemoto T., Iida T., Sato J., Suda H., Takanashi Y. Improvement in the durability and heat conduction of uni-leg thermoelectric modules using n-type Mg₂Si legs // Journal of Electronic Materials. 2014. V. 43. N 6. P. 1890–1895. doi: 10.1007/s11664-013-2897-0
18. Skomedal G., Holmgren L., Middleton H., Eremin I.S., Isachenko G.N., Jaegle M., Tarantik K., Vlachos N., Manoli M., Kyratsi T., Berthebaud D., Truong N.Y.D., Gascoin F. Design, assembly and characterization of silicide-based thermoelectric modules // Energy Conversion and Management. 2016. V. 110. P. 13–21. doi: 10.1016/j.enconman.2015.11.068

%d0%b3%d0%b5%d1%80%d0%bc%d0%b5%d1%82%d0%b8%d0%ba+%d2%bb%d0%b0%d1%83%d1%8b%d1%82 — с русского на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

Все языкиАнглийскийНемецкийНорвежскийКитайскийИвритФранцузскийУкраинскийИтальянскийПортугальскийВенгерскийТурецкийПольскийДатскийЛатинскийИспанскийСловенскийГреческийЛатышскийФинскийПерсидскийНидерландскийШведскийЯпонскийЭстонскийТаджикскийАрабскийКазахскийТатарскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийБелорусскийЧешскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийШорскийРусскийЭсперантоКрымскотатарскийСуахилиЛитовскийТайскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкЦерковнославянский (Старославянский)ИсландскийИндонезийскийАварскийМонгольскийИдишИнгушскийЭрзянскийКорейскийИжорскийМарийскийМокшанскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийЧувашскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийБашкирскийБаскский

Электропроводящий герметик и герметик

Все наши электропроводящие герметики, герметики, пасты и компаунды разрабатываются, производятся и тестируются «собственными силами», чтобы обеспечить быстрый и эффективный оборот и обеспечить высокое качество продукции для наших клиентов.

Общее описание

Проводящие герметики — это электропроводящие композитные материалы, обычно состоящие из силиконового эластомера и проводящих частиц. Они предназначены для легкого нанесения на стыки / швы панелей и / или на небольшие зазоры, возникающие в результате прерывистой механической фиксации в корпусах из листового металла.При нанесении они отверждаются при комнатной температуре с образованием высокопроводящего эластомерного участка / соединения, который имеет хорошую адгезию к наиболее часто используемым металлам / подложкам. После полного отверждения они помогают предотвратить проникновение воды и улучшают характеристики защиты стыков / перекрытий панелей от электромагнитных помех.

Электропроводящие герметики обладают отличной стойкостью к высоким температурам и долгосрочными характеристиками старения. Наполнители, используемые в этих материалах, обеспечивают надежное низкоомное соединение между металлическими поверхностями, подготовленными соответствующим образом.Различные наполнители, которые мы можем использовать, помогают обеспечить хорошую гальваническую совместимость с различными сплавами во влажной или влажной среде

Особенности и преимущества

• Однокомпонентный
• Проста в использовании, не требует взвешивания или смешивания.
• Наполнители, подходящие для вашего применения.
• Отличная проводимость 0,010 Ом-см
• Силикон, отверждаемый влагой
• Срок службы 30 минут, быстрое образование пленки, время обработки 24 часа, не требует давления во время отверждения, широкий диапазон температур нанесения.1 неделя для полного излечения
• Механизм антикоррозионного отверждения
• Во время отверждения не образуются побочные продукты коррозии, которые могут повредить подложку
• Средняя паста
• Легко дозировать, наносить и распределять, можно наносить на потолочные или вертикальные поверхности
• Минимальная усадка, никаких разрешений и вентиляции не требуется.

В настоящее время доступны следующие основные типы уплотнений: —

ECC-SAS001 Посеребренный алюминиевый герметик (хорошая гальваническая совместимость с компонентами из алюминиевого сплава)

ECC-SCS001 Посеребренный герметик с медным наполнителем (высокотемпературная версия)

ECC-SCS002 Посеребренный герметик с медным наполнителем (версия с низким отклонением, подходящая для тонкостенных молдингов)

ECC-NCS001 Никелированный герметик с углеродным наполнителем (устойчивость к высоким температурам и долговременное старение)

Мы рекомендуем ООО «Электромагнитные испытания» для тестирования продуктов, экранирующих электромагнитные помехи, в вашем приложении.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами

Документация по продукту

Электропроводящие клеи | Adhesives.org и Sealants.org

Электропроводящие клеи

Растет потребность в электропроводящих клеях для сборки и производства электронных упаковочных устройств, интегральных схем, солнечных элементов / модулей, светодиодов (светоизлучающих диодов), ЖК-дисплеев (жидкокристаллических дисплеев), OLED (дисплеев на органических светодиодах). , RFID-чипы и т. Д.поскольку они обеспечивают критическую функциональность при проведении электричества, образуя механическую связь между двумя поверхностями. Они также рассматриваются как безопасные и экологически приемлемые альтернативы традиционной эвтектической пайке олово-свинец. Возможности рынка, а также технические потребности в этих материалах очень важны в связи с растущим распространением гибких дисплеев, изогнутых экранов и электроники для литья под давлением.

Транспорт и промышленность бытовой электроники являются основными сегментами рынка, в то время как Азиатско-Тихоокеанский регион является регионом наибольшего роста.В химическом составе клея преобладает эпоксидная смола, поскольку она обеспечивает короткое время отверждения, что приводит к общему сокращению времени обработки и производительности, улучшенному экранированию электромагнитных и радиочастотных помех. Это дополняется другими химическими веществами, такими как полиуретан, силикон и акрил.

В состав клеев часто использовались дорогие электропроводящие наполнители, такие как серебро, с высокой загрузкой. Чтобы снизить стоимость, можно использовать металлические (например, медные) наполнители с серебряным покрытием.Однако электрическая проводимость и термическая стабильность часто значительно ухудшаются, открывая пространство для инноваций в области экономичных электропроводящих клеев с улучшенной проводимостью и стабильностью.

Наноразмерные наполнители позволяют выполнять струйную печать для более высокой точности. Кроме того, также сообщалось о проводящих адгезивах, состоящих из полиненасыщенных смол и фильтра сажи, обладающих коррозионной стойкостью и стойкостью к тепловым деформациям.

Список литературы

Электропроводящий силиконовый клей — Euro Technologies

Euro Technologies является европейским эталоном в области электропроводящих эластомеров для защиты от электромагнитных помех.Компания Euro Technologies предлагает широкий ассортимент силиконовых типов, проводящих наполнителей, форм и форм, позволяющих реагировать на любые ситуации и нужды клиентов.

Однако иногда необходимо приклеить плоскую проводящую силиконовую прокладку или формованное проводящее силиконовое уплотнительное кольцо к ее монтажной поверхности. Из-за высокого уровня электропроводности продуктов Euro Technologies подходят только специальные клеи с одинаковыми электрическими свойствами, совместимой структурой и в целом хорошей адгезией ко всем типам поверхностей: это то, что Euro Technologies проводит электропроводящие клеи на основе силикона. предназначены для.

Клеи на основе электропроводящего силикона Euro Technologies представляют собой однокомпонентные силиконовые герметики, отверждаемые при комнатной температуре. Электропроводящие силиконовые клеи представляют собой тиксотропную, однокомпонентную (смешивание не требуется), неагрессивную силиконовую пасту, наполненную электропроводящими частицами, которые могут быть никель-графитом, посеребренным стеклом, посеребренным никелем, посеребренным алюминием, посеребренной медью или даже чистое серебро.

Благодаря широкому ассортименту наполнителей токопроводящие клеи на основе силикона подходят для большинства гальванических соединений.Независимо от того, используются ли они для приклеивания токопроводящей эластомерной прокладки к канавке или монтажной поверхности, приклеивают экранированное окно к его металлической раме или используются в качестве герметика на больших зазорах в экранированных механических устройствах, электропроводящий клей на основе силикона от Euro Technologies всегда будет пригоден. лучший и более безопасный выбор для сохранения высокой эффективности защиты от электромагнитных помех сборки.

Поставляемые в контейнерах нескольких типов, проводящие клеи на основе силикона легко наносятся и прослужат долгое время при правильном хранении, что позволяет использовать их повторно.Доступные с фторсиликоновым эластомерным связующим для применений, связанных с маслами или топливом, проводящие клеи на основе силикона подходят для всех рынков и областей применения, включая потребительский, военный или медицинский рынок. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации, мы будем рады помочь вам найти подходящее решение для ваших нужд.

Новые электропроводящие клеи на основе силикона, идеально подходящие для автомобильной промышленности

Традиционно для некоторых автомобильных датчиков использовались ECA предыдущего поколения на основе эпоксидной смолы.Однако по мере развития технологий и приближения датчика к источнику тепла и вибрации — блоку двигателя — эпоксидным системам становится все труднее поддерживать долгосрочную гибкость и проводимость. Материалы Loctite Ablestik ICP 4000 решают эти проблемы.

«Специалистам в области автомобильной электроники все чаще требуются очень прочные клеи, способные выдерживать суровые условия окружающей среды, — объясняет Том Адкок из Henkel, менеджер по глобальным продуктам клеев для сборки электроники. «Мы разработали этот портфель силиконовых ECA специально для удовлетворения этих требований и вышли за рамки традиционных режимов тестирования, чтобы гарантировать их эффективность в полевых условиях.«Типичные испытания на температуру, влажность, удары и хранение оценивают эффективность ECA в течение периода от 1000 до 1500 циклов / часов. Однако при проверке свойств материалов серии Loctite Ablestik ICP 4000 сроки испытаний были удвоены. Новые ECA на основе силикона показали хорошие характеристики даже после 3000 часов испытаний температуры и влажности при 85 ° C / 85% относительной влажности, 3000 циклов анализа теплового удара от -40 до 175 градусов Цельсия и 3000 часов хранения тепла при 175 градусах Цельсия.Эти результаты ясно демонстрируют возможности ECA не только во время езды на велосипеде, но и в течение длительного периода эксплуатации в поле.

Понимая, что производители автомобильной электроники предъявляют различные требования к применению и производству, материалы Loctite Ablestik ICP 4000 были разработаны таким образом, чтобы обеспечить широкий диапазон возможностей с упором на электрическое сопротивление, адгезию, теплопроводность и гибкость, обеспечивая при этом высокую температуру и совместимость с высокой вибрацией.Материалы представляют собой однокомпонентные, наполненные серебром, термоотверждаемые, электропроводящие клеи на основе силикона. Новые силиконовые ECA обеспечивают улучшенную гибкость по сравнению с традиционными материалами на основе эпоксидной смолы, что позволяет компенсировать общие несоответствия CTE и, следовательно, способность выдерживать экстремальную вибрацию в течение продолжительных периодов времени. Материалы Loctite Ablestik серии ICP 4000 также демонстрируют очень низкое газовыделение и просачивание во время отверждения, что повышает их надежность. «Тенденция к увеличению содержания электроники в автомобилях, когда датчик перемещается все ближе к источникам тепла и вибрации, будет только ускоряться», — заключает Адкок.«Чтобы удовлетворить возникающие технологические требования, новые материалы, такие как новейшие силиконовые ECA от Henkel, будут иметь решающее значение».

Для получения дополнительной информации о серии Loctite Ablestik ICP 4000 от Henkel или о любых передовых клеевых материалах Henkel посетите наш веб-сайт www.henkel.com/electronics.

Электропроводящий клей — обзор

3.9.1 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПОЛИМЕРЫ, ЭТАПИВАЕМЫЕ ВЛИЯНИЕ

«Растяжимые электронные полимеры» (также называемые растяжимыми проводящими композитами) представляют собой полимеры / композиты электропроводящей природы, используемые (в основном) для инкапсуляции органических электронных компонентов. устройства на трикотажном полотне, благодаря их способности деформироваться в соответствии с назначением, таким как человеческое тело, формироваться в одном размере, приспосабливаться к требуемой окончательной форме, для повышения надежности комбинированных электронных систем, подвергающихся нагрузкам.В соответствии с этими уникальными свойствами и их конечными электронными приложениями, особенно подверженными деформациям, растяжимые электронные полимеры можно классифицировать как растяжимые электропроводящие клеи, растяжимые гидрогелевые полимеры, растяжимые проводящие полимеры или растяжимые эластомеры. ^{180, 185}

«Растяжимые электропроводящие клеи» образуют первое оптимизированное семейство, относящееся к растяжимым электронным полимерам, используемым для структурирования растягиваемых и пригодных для носки электронных систем, благодаря их способности формироваться в виде проводящих пленок с проводящими частицами, внедренными в полимерные смолы с высокими эксплуатационными характеристиками, такие как эпоксидная, полиимидная, полиуретановая или силиконовая, с высокими температурами плавления (150 ° C), которые подходят для тяжелых условий эксплуатации или окружающей среды.Это семейство можно разделить на следующие три подсемейства: «изотропные (изотропно) проводящие клеи» (также называемые полимерными припоями), «анизотропно проводящие клеи» (также называемые анизотропными проводящими пленками) и «непроводящие клеи» (также называемые непроводящими пленками). Первое подсемейство (изотропный тип) заполнено большим процентом (> 80 мас.%) Металлических частиц. Второе подсемейство «анизотропный тип» заполнено металлическими частицами (<5-10 мас.%). Третье подсемейство (непроводящий тип) не содержит проводящих частиц.Металлические наполнители включают серебро, золото, медь, никель, углерод во многих различных аллотропах и т. Д. Серебро является наиболее часто используемым проводящим наполнителем для формирования изотропных проводящих клеев с высокими эксплуатационными характеристиками из-за его высокой электропроводности (15,87 нОм) и высокой теплопроводности (429). Вт / мК). Сравнение свойств анизотропно проводящих клеев и обычных металлических припоев (например, изотропных проводящих клеев) показано в Таблице 3.10. ^{230, 371}

Таблица 3.10. Сравнение свойств растяжимых электропроводящих клеев (типа изотропных проводящих клеев) и металлических обычных припоев. ^{230, 371}

В приведенной выше таблице показаны большие преимущества изотропных проводящих клеев, которые являются альтернативой обычным металлическим припоям.Например, изотропные проводящие клеи не содержат токсичного свинца, не требуют флюса, имеют мягкие условия обработки и меньшее количество этапов обработки. Эти особенности приводят к более низким напряжениям в упаковке, создаваемым после отверждения, увеличению текучести и значительной надежности. Полимеры, которые могут быть использованы для заделки металлических частиц с целью образования растяжимых электропроводящих клеев, включают эпоксидную смолу EP, силикон Q, полиуретан PUR, смолы на основе цианатных эфиров CER и полиимид PI. ¹⁸⁵

Epoxy EP — это первый оптимизированный элемент, используемый в качестве растягиваемого электропроводящего клея (типа изотропных проводящих клеев) для структурирования электронных растяжимых систем благодаря своей химической структуре, созданной из диглицидилового эфира бисфенол-F (сокращенно DGEBF) смолы. с ангидридом карбоновой кислоты, 4-метилгексагидрофталевым ангидридом, отвердителем MHHPA и 1-цианоэтил-2-этил-4-метилимидазолом 2E4MZCN.Такой химический состав для указанного выше применения дает превосходные механические свойства, отверждение без напряжения имеет низкий экзотермический эффект с низким влагопоглощением и высокой усадкой. ^{230, 395} Силиконовые марки, такие как полидиметилсилоксановый эластомер PDMS, используются в качестве растягиваемых электропроводящих клеев (типа изотропных проводящих клеев) для структурирования электронных растягиваемых устройств. Они обладают следующими свойствами:

1.

отличная экологическая (термическая и радиационная) стабильность

2.

сопротивление на открытом воздухе (озон и окисление)

3.

желаемые электрические свойства (низкая электрическая проводимость, высокое напряжение пробоя и низкая диэлектрическая постоянная)

4.

хорошие физические свойства (гибкость при низкой температуры, высокой газопроницаемости, хорошей эластичности и низкой поверхностной энергии)

5.

хорошие термические свойства (очень низкие температуры стеклования и плавления, а также временная температура фиксации формы)

6.

низкая энергия активации для вязкого течения

7.

хорошая стойкость к растворителям и маслам.

Transparent Sylgard®-184 ³⁴² и RTV®-515 ³⁴⁴ являются примерами полидиметилсилоксана, используемого в вышеуказанных применениях. ^{137–138, 230}

Формирование электронных растяжимых систем из смол на основе цианатных эфиров с высокими температурами стеклования (225 ° C) с длительной термической стабильностью, в результате чего получаются растяжимые системы со значительной прочностью на удар и растяжение, удлинение при разрыве 2.5-4%, температура стеклования 175 ° C и температура теплового отклонения 219 ° C. Термопластические эластомеры, такие как эластомерный полиуретан PUR, применяются, когда обработка затруднена. Эластомерный полиуретан (промышленный сорт EPU®-40 ³⁴⁵ ) представляет собой растяжимый полимер общего назначения с эластичными характеристиками в широком диапазоне температур, отличной ударной вязкостью (без разрушения), модулем упругости 3-8 МПа, пределом прочности при растяжении 5. -7 МПа, относительное удлинение при разрыве 230-300%, температура стеклования (-15) ° C. ^{137–138,230–231,233}

И «растяжимые гидрогелевые полимеры», и «диэлектрические эластомеры» представляют собой два важных типа «мягких активных соединений», в которых механическое поведение сочетается с электростатическим и химическим поведением для создания мягких преобразователей. Они желательны для структурирования растягиваемых электронных систем, потому что они могут предложить множество конструкций растягиваемой электроники с комбинацией интегрированных твердых материалов и мягких полимеров. Тип «геля», «гидрогель» — это сеть полимерных цепей со степенью гибкости из-за значительного содержания воды.Эластичные гидрогелевые полимеры представляют собой второе оптимизированное семейство активирующих полимеров, поскольку они реагируют на триггеры окружающей среды, такие как pH, температура и электрическое поле. Подвергаясь этим трем условиям окружающей среды, растяжимые гидрогелевые полимеры предназначены для изменения объема (растяжения). Это состояние срабатывания представлено расширением (растяжением) полимерной сети при абсорбции воды или схлопыванием после высвобождения абсорбированной воды. В дополнение к вышеупомянутому применению это семейство активирующих полимеров широко используется для создания «органических растягиваемых датчиков», в которых плотность сшивки выступает в качестве важного параметра для управления соответствующими механическими свойствами. ^{17, 231, 233, 235}

Оптимизированные элементы растяжимых полимеров / матриц гидрогелей, которые классифицируются как полимеры срабатывания, включают ^{231, 233}

1.

902 N-изопропилакриламид) NIPAAm

2.

карбоксиметилцеллюлоза

3.

гидрогелевая матрица поли (N-винилпирролидона) с поли (этиленгликолем)

.

прочные эластичные гидрогелевые полимеры. Прочные растяжимые полимеры гидрогеля включают полиакриламидные композиты и полиамфолитные растяжимые полимеры гидрогеля PA-HGP, такие как поли (N, N-диаллил-N-октадециламин-альт-малеиновая кислота) марки PDAOM.

Поли (N-изопропилакриламид) был выбран в качестве первого оптимизированного члена растяжимых гидрогелевых полимеров / матриц, используемых для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля, таких как «3D-гидрогелевые системы», из-за его способности сшивать с любым N , N’-метилен-бис-акриламид MBA или N, N’-цистамин-бис-акриламид CBAm (известные как два важных полимера, необходимых для образования трехмерного гидрогеля) и претерпевают объемный фазовый переход из-за своей температурной чувствительности.Кроме того, поли (N-изопропилакриламид) используется в виде тонких пленок для структурирования органической электроники (например, органических сенсоров в качестве активных слоев на различных преобразователях). Его можно рассматривать как умный гидрогель для структурирования исполнительных механизмов из-за его способности набухать под воздействием воды (изменение объема). Важность «гидрогелевых исполнительных механизмов» заключается в их способности производить изменения размеров на ~ 100% менее чем за 10 секунд в результате изменения pH. Карбоксиметилцеллюлоза (которая химически связана с семейством термопластичных эфиров целлюлозы) классифицируется как второй оптимизированный член растяжимых гидрогелевых полимеров / матриц для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля, поскольку она может быть полностью сшита с высокой способностью поглощать воду.Матрица поли (N-винилпирролидон) / поли (этиленгликоль) была выбрана в качестве третьего оптимизированного члена растяжимых гидрогелевых полимеров / матриц для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля, поскольку она подходит для электронных биомедицинских приложений, таких как доставка лекарств. В соответствии с их природой происхождения жесткие растяжимые полимеры гидрогеля не могут рассматриваться как четвертый оптимизированный член растяжимых полимеров / матриц гидрогелей для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля из-за их неприемлемой хрупкости, которая не может поддерживать высокую растяжимость (только 1.В 2 раза больше исходной длины). Чтобы решить эту проблему, их можно улучшить механически, увеличив их энергию разрушения до 9000 Дж / м ² , в результате чего их растяжимость в 20 раз превышает их исходную длину. Энергия разрушения может быть значительно увеличена за счет комбинации жестких тканых стеклотканей с мягкими полиамфолитными гидрогелями, растяжимыми гидрогелевыми полимерами (такими как поли (N, N-диаллил-N-октадециламин-альт-малеиновая кислота)). ^{231, 233, 236}

Проводящие (сопряженные) полимеры имеют очень ограниченную эластичность, обусловленную их жесткой сопряженной основной цепью.Чтобы использовать эти полимеры для структурирования растягиваемых и пригодных для носки электронных устройств и превратить их в оптимизированное семейство, связанное с полимерами срабатывания, их следует формировать в виде сильно растяжимых пленок путем покрытия или заливки их водных растворов мягкими полимерами, такими как полигликоль, полиэтилен (этилен). оксид) или поливиниловый спирт. Например, легирование водных растворов жестких проводящих полимеров, таких как водный раствор поли (3,4-этилендиокситиофена), поли (стиролсульфонатом) PEDOT: PSS и мягким полимером, таким как полигликоль, поли (этиленоксид), или поли (виниловый спирт) (процесс литья) приводит к получению хорошо растягиваемых и проводящих пленок.Таким образом, создается семейство оптимизированных растяжимых проводящих полимеров, относящихся к полимерам срабатывания. Пленки, образованные из элементов (полимеров) этого оптимизированного семейства, имеют сильно увеличенное удлинение при разрыве (от 2% до 55%) и значительно увеличенную проводимость (от 0,2 до 75 См / см), а также значительно улучшенную растяжимость (что может также достигается смешиванием). Например, растяжимость «жидкокристаллических полимеров» может быть улучшена путем смешивания их с обычными термопластичными полимерами, такими как полиэтилен, полипропилен, полибутилен, поли (этилентерефталат), полиамид, сополимер этилена и винилацетата, сополимер сополимера этилена и винила. спирт) или сополимер циклического олефина.Фактически, без смешивания жидкокристаллические полимеры можно растянуть до 100% (относительное удлинение) перед разрушением. ²⁴⁶

Эластомеры можно описать как пластмассовые материалы с каучуковыми свойствами сшитых «трехмерных сетей» из «гибких полимеров». В результате «растяжимые эластомеры» представляют собой эластомерные материалы, полученные путем сшивания, которые растягиваются в несколько раз по сравнению с их исходной длиной (деформация более 100%) или для увеличения площади поверхности в 25 раз. ¹⁷ Растягиваемые эластомеры, используемые для структурирования растяжимых электронных систем, особенно те, которые предназначены для целей приведения в действие, включают полибутилен, термоотверждаемый эластомер стирол-бутадиен, термореактивный эластомер изопрена, хлорированные каучуки, этилен-пропиленовый каучук, полифторуглероды, изопреновый изопрен-изопреновый каучук с концевыми группами. бутадиен-акрилонитрил, бутадиен-акрилонитрил с концевыми аминогруппами, бутадиен-акрилонитрил с концевыми гидроксильными группами, бутадиен-акрилонитрил с концевыми эпоксигруппами, полидиметилсилоксан с концевыми гидроксильными группами, полидиметилсилоксан с концевыми аминогруппами, полидиметилсилоксан с концевыми аминогруппами, полидиметилсилоксиметиленоксан с концевыми аминогруппами, полидиметилсилоксиметиленоксиметиленоксимет с концевыми аминогруппами, полидиметилсилоксиметилоксиметиленоксиметиленоксиметиленоксимет с концевыми аминогруппами, ) и силиконовой резины.Все эти поддающиеся растяжению эластомеры можно рассматривать как оптимизированные поддающиеся растяжению эластомеры для структурирования поддающихся растяжению и пригодных для носки органических электронных систем благодаря их способности одновременно обеспечивать требуемую механическую растяжимость и электрическую проводимость. В результате их также можно использовать для построения растягиваемых органических датчиков и растягиваемых сборщиков энергии. Дополнительные типы растяжимых эластомеров могут быть образованы путем смешивания обычных эластомеров, таких как полиуретановый эластомер, с проводящим полимером, таким как полипиррол, имеющим проводимость 10 90 · 105 -5 90 · 106 См / см и удлинение при разрыве 160%. ²⁴³

изоляция — Можно ли использовать силиконовый герметик для изоляции и водонепроницаемости электронных компонентов?

Лучший общий термин — «силиконовая резина».
Для краткости я назову его SR.

SR — это герметик от хорошего до отличного, у которого есть ограничения (как и все остальное).

Необязательно использовать SR класса для электроники — они обычно дороже и могут иметь рейтинги Mil Spec, которые не являются существенными.
НО см. Ниже, что важно.

Для электроники и всего, что подвержено коррозии ДОЛЖНЫ использовать «нейтральное лечение» SR.
Вы можете купить кислотный отвердитель SR, который выделяет уксусную кислоту при застывании.
Если пахнет уксусом, то это кислотное средство.

Нейтральное отверждение на упаковке всегда написано «нейтральное отверждение» или что-то подобное. если они не скажут этого или чего-то подобного, они будут лечить кислотой.

Обычно используются 2 основных типа нейтрального отвердителя SR (= NCSR).Есть ряд других NCSR, но вы почти наверняка не встретите их.

Оксимный отвердитель — самый дешевый и наиболее распространенный NCSR. По мере застывания он выделяет оксимы и обычно также метиловый спирт. Необходима вентиляция, и у некоторых людей могут возникать кожные реакции экземы. Оксимы могут разъедать чистую блестящую медь во время отверждения, но обычно это не является серьезной проблемой. Оксимное отверждение NCSR не связывается с поликарбонатным пластиком.

Алкокси NCSR более дорогостоящий, и лучшие марки NCSR представляют собой алкокси.По мере застывания выделяет метиловый спирт. Это может быть 5% — 10% по объему! Так что вентиляция — это очень хорошая идея. С ним хорошо работать — только будьте благоразумны.

ВСЕ SR, которые вы встретите, обработаны влагой !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Атмосферная вода вступает в реакцию с SR, вызывая сшивание резины SR. Если воздух относительно сухой, это займет больше времени. Если воздух полностью высохнет, SR не затвердеет !!! Трубки SR являются водонепроницаемыми и водонепроницаемыми. Как только вы открываете их, они становятся НЕ водонепроницаемыми — трубка набора SR, которая тщательно запечатана, полностью затвердеет от месяцев до года.Хранение в 100% сухом воздухе МОЖЕТ работать.

Чтобы установить насквозь, водяной пар из воздуха должен проникать через SR. Скорость проникновения варьируется от 1 мм / день до 3 мм / день. Если вы сделаете очень толстую каплю из SR, она может занять много дней, чтобы она застыла в середине. Если взять две плоские пластины, перекрыть их и применить SR к перекрытию, воздушный путь до перекрытия будет d / 2, где d — наименьший размер перекрытия, а путь проходит через набор SR и будет очень тонким. Таким образом, установка перекрывающегося SR-соединения может занять много-много дней.Основные производители SR рекомендуют не использовать большое перекрытие в соединениях.

600-фунтовые гориллы на рынке SR — это Dow Corning, Shinetsu (японский) и, возможно, BASF (BASF — 600-фунтовые гориллы НИЧЕГО химического вещества, но никто этого не замечает). Есть много других брендов, и многие из них хороши, но если это сделано DC или Shinetsu, вы знаете, что это хорошо. Не все бренды хороши. Некоторые люди добавляют большое количество наполнителя в свои SR до такой степени, что он плохо работает.

DC действительно делает несколько дешевых NCSR с меньшей производительностью, но даже они подходят для большинства целей.DC и другие крупные производители могут продавать определенные сорта на отдельных рынках, которые доступны не во всех странах. Например, в Азии они продают оксимный отвердитель «Dow Corning Neutral Plus» NCSR. В отличие от большинства DC SR, у него нет номера продукта, и американские источники не знают о его существовании. Он стоит несколько долларов за трубку (например, в Гонконге) и работает достаточно хорошо.

Многие не знают следующего. Другие откажутся в это поверить:
Обратите внимание, что SR НЕ являются стойкими к водяному пару. Водяной пар будет проникать через них, а жидкая вода — нет.Таким образом, контейнер, «запечатанный» SR, будет иметь внутреннюю относительную влажность, сравнимую с окружающей влажностью! SR обычно примерно в 10 раз более водопроницаемый, чем герметик / клей EVA, используемый для соединения кремниевых «солнечных элементов» и стеклянных фотоэлектрических панелей. Таким образом, фотоэлектрическая панель со стеклянной лицевой панелью и «водонепроницаемый» задний лист также фактически не герметичны, а уровень влажности внутри ~ + внешний. Не допускать попадания ЖИДКОЙ воды на ваши компоненты — вот что необходимо для предотвращения сильной коррозии. К счастью.
Коррозия все еще происходит с водяным паром, но со значительно меньшей скоростью из-за гораздо более низкой концентрации реагентов.
Другое требование — соединение компонента без пустот. Если есть пустоты, водяной пар может конденсироваться с образованием жидкой воды и вызывать коррозию с очень большой скоростью.

NCSR бывает разных классов — время схватывания варьируется от минут до часов. Вязкость варьируется от очень текучей до тиксотропной.

Если вы зададите конкретные вопросы СР, не рассмотренные здесь, я смогу на них ответить.

Добавлено, февраль 2014 г .:

@DaveTweed, ссылка на
«Силиконовые материалы для электронных устройств и сборок компонентов» — это, вероятно, документ, упомянутый пользователем 55online.
Кажется, это очень актуальный документ — он связан с конкретным брендом, но содержит много полезной информации.

__________________________________

Добавлено 2018:

Только для справки:

Остерегайтесь товаров, которые относительно тяжелые и относительно легкие по сравнению с конкурирующими брендами. Более тяжелые, как правило, заполнены CaCO3 или чем-то подобным. Легкие (которые я в основном видел в предложениях «только для азиатского рынка») заполнены ???.

SR в установленном состоянии обычно просто плавает в воде или, возможно, медленно тонет.Заполненный SR опускается быстрее.

CS3209 Электропроводящий топливостойкий герметик

CS3209 от Flamemaster — это токопроводящий топливостойкий герметик для использования на встроенных топливных баках и герметичных кабинах, а также в других областях, подверженных контакту с авиационным топливом, смазочными материалами, маслами, водой и / или атмосферными воздействиями. Узнайте больше ниже или получите предложение сегодня.

Отвечает требованиям спецификации: (LM) Спецификация: STM 40-109 Rev C, (Cessna) Спецификация: CMNP094

Упаковка: Доступен в 2 версиях.Картридж на 5 унций и 6 унций.