La pellicola in PEEK riempita di carbonio (pellicola fusa in polietereterchetone riempita con fibra di carbonio tritata) utilizza come matrice la resina PEEK termoplastica semicristallina ad alte prestazioni. È composto da fibra di carbonio tritata a base PAN e formato continuamente attraverso un processo di estrusione di fusione piatta con stampo a T per produrre una pellicola di plastica tecnica nera.
La pellicola in PEEK caricato con carbonio conserva le proprietà fondamentali del PEEK vergine, tra cui resistenza alle alte temperature, resistenza chimica, resistenza all'idrolisi e resistenza alle radiazioni. Nel frattempo, ottiene miglioramenti sostanziali in termini di rigidità, conduttività termica, resistenza all'usura autolubrificante e stabilità dimensionale. Il materiale presenta caratteristiche semiconduttrici e prestazioni di schermatura elettromagnetica di base. È adatto principalmente per condizioni di servizio che comportano usura ad alta temperatura, dissipazione del calore, design leggero, ambienti sottovuoto, applicazioni aerospaziali, di nuova energia e di macchinari di precisione.
La pellicola PEEK con fibra di carbonio è una pellicola composita nera continua prodotta con pellet di resina PEEK per estrusione miscelati con fibre di carbonio tritate, seguiti da fusione e ricottura ad alta temperatura. Sono disponibili tre gradi di riempitivo tradizionali: CF10, CF20 e CF30.
Il grado a basso riempimento CF10 ha la viscosità del fuso più bassa e una fluidità ottimale, quindi è il grado più semplice per la produzione di film cast (0,05‑0,3 mm). Presenta poche fibre galleggianti sulla superficie, mantiene una ragionevole tenacità e resiste alla fragilità. La deformazione dopo la fustellatura è relativamente minore, garantendo un buon equilibrio tra rinforzo e tenacità.
Difetti: limitato miglioramento della rigidità, leggera riduzione del coefficiente di dilatazione termica, moderato miglioramento della resistenza all'usura e modesti guadagni nella conduttività elettrica e termica.
CF20 mostra una viscosità di fusione moderata e può essere colato stabilmente in pellicole (0,10‑0,40 mm). Rispetto al CF10, il suo modulo, la resistenza all'usura, la conduttività termica e la stabilità dimensionale sono notevolmente migliorati. La fragilità non ha raggiunto il livello di CF30 e la pellicola mantiene ancora una tolleranza di flessione accettabile. CF20 fornisce il miglior equilibrio complessivo tra prestazioni complete del materiale e lavorabilità della pellicola cast.
CF30 offre il massimo rinforzo, resistenza all'usura e conduttività termica. Tuttavia, la viscosità del fuso aumenta in modo significativo, rendendo difficile la produzione stabile di pellicole cast ultrasottili; la produzione affidabile è limitata a spessori ≥ 0,25 mm. La pellicola presenta una fragilità notevolmente maggiore e in caso di leggera flessione possono formarsi microfessure. Il rischio di deformazione dopo la fustellatura aumenta notevolmente e il controllo delle fibre fluttuanti sulla superficie diventa difficile. Il pellet base CF30 ha già un allungamento a rottura molto basso. Una volta trasformata in pellicola di spessore sottile, il rilascio dello stress residuo interno aumenta significativamente la probabilità di deformazione durante le operazioni di fustellatura a valle.
Il principio alla base di queste differenze di proprietà è che un maggiore carico di fibra di carbonio aumenta la viscosità del fuso. Nella lavorazione del film cast, la resina fusa si diffonde uniformemente dalla matrice fessurata e viene trascinata attraverso una serie di rulli di raffreddamento. Le formulazioni ad alto riempimento sono soggette a crepe, vaiolature superficiali e difetti delle fibre fluttuanti se sottoposte a tensione di stiramento.
Nota: questa descrizione si applica solo alle pellicole cast riempite con fibra di carbonio tritata; Sono esclusi i preimpregnati continui in fibra di carbonio, così come i gradi antistatici ESD dedicati. La normale pellicola PEEK riempita con fibra di carbonio tritata non è equivalente alla pellicola antistatica ESD dedicata. Il suo intervallo di resistività è instabile e non può essere utilizzato direttamente come materiale antistatico di grado semiconduttore.
Guangzhou Ideal ha iniziato la produzione della pellicola PEEK riempita con fibra di carbonio nel 2014. Negli ultimi dieci anni e più, abbiamo aggiornato le apparecchiature di produzione, ottimizzato i flussi di lavoro di produzione e stabilito procedure formali di controllo della qualità. Controlli rigorosi vengono implementati in ogni fase: ispezione in entrata dei pellet composti, monitoraggio sincrono in tempo reale durante la produzione e test finali di laboratorio in fabbrica.
1. Ispezione delle materie prime in entrata:
R. Per analizzare il contenuto di umidità delle materie prime viene utilizzato un tester di umidità Karl Fischer. Controlliamo il contenuto di umidità dei pellet modificati a ≤0,02% per prevenire bolle e difetti stenopeici nei film finiti.
B. Eseguiamo un test sui residui di ceneri del forno a muffola (calcinazione a 580‑600°C) per misurare il carico di riempitivo in fibra di carbonio. La deviazione consentita tra il contenuto di riempitivo misurato e la specifica nominale è ≤±0,5% in peso.
C. Dopo la miscelazione a doppia vite per la preparazione del campione, le fibre di carbonio vengono separate tramite pirolisi. Le lunghezze delle fibre vengono contate al microscopio ottico per confermare un intervallo di lunghezza delle fibre trattenuto target di 0,2‑0,6 mm e per identificare un eccessivo schiacciamento delle fibre.
2. Pellicola PEEK con ispezione in linea in tempo reale della linea di produzione in fibra di carbonio:
A. Monitoraggio dello spessore in linea: lo spessimetro a raggi β o lo spessimetro laser senza contatto esegue una scansione trasversale continua sull'intera larghezza del rotolo; Vengono generate curve di spessore in tempo reale e le sezioni fuori tolleranza vengono automaticamente contrassegnate. Ciò supporta la regolazione fine a circuito chiuso del labbro della matrice. Adatto per la produzione continua di pellicole cast con spessore compreso tra 0,1 e 0,5 mm; la tolleranza dello spessore è mantenuta a ±0,01‑0,03 mm.
B. Sistema di ispezione visiva della superficie CCD online: telecamere industriali ad alta velocità identificano difetti superficiali tra cui punti neri, particelle bruciate, fori di spillo, graffi longitudinali e fibre fluttuanti. Le posizioni dei difetti vengono contrassegnate tramite marcatura a getto d'inchiostro; i segmenti di nastro difettosi possono essere rimossi nelle successive operazioni di avvolgimento. Limitazioni: l'ispezione CCD non è in grado di rilevare detriti metallici incorporati nel sottosuolo o microvuoti interni; esamina solo la superficie esterna della pellicola.
C. Ispezione online a raggi X: il rilevamento online di difetti a raggi X analizza la pellicola per individuare eventuali particelle metalliche dure incorporate. Si tratta di un'attrezzatura opzionale di fascia alta e non è una configurazione standard per tutti i cicli di produzione.
3. Test di laboratorio off-line sul prodotto finito:
A. Controllo dimensionale e estetico: lo spessore del film viene misurato con un micrometro digitale; larghezza, lunghezza e superficie frontale del rullo vengono controllate utilizzando righelli di misurazione in acciaio. La qualità della superficie viene valutata mediante osservazione visiva combinata con esame allo stereomicroscopio per valutare la gravità delle fibre flottanti; viene fatta una distinzione tra debole struttura superficiale e fibre galleggianti esposte sporgenti. I graffi superficiali e i difetti dei punti neri vengono formalmente registrati.
B. Rilevamento della microstruttura: i campioni vengono preparati per l'analisi metallografica della sezione trasversale. Valutiamo la dispersione della fibra di carbonio, controlliamo l'agglomerazione delle fibre e quantifichiamo la porosità interna. Il nostro obiettivo di controllo interno per la porosità è inferiore al 2%; effettuiamo anche controlli per individuare eventuali detriti metallici fini incorporati. La DSC (calorimetria differenziale a scansione) viene utilizzata per testare la temperatura del picco di fusione, la cristallinità e la temperatura di transizione vetrosa (Tg). La cristallinità interna è controllata entro il 25‑32%; La variazione della cristallinità da lotto a lotto viene monitorata per valutare l'efficacia del trattamento di ricottura.
C. Test sulle proprietà meccaniche: in conformità con ISO527‑3, il modulo di trazione, la resistenza alla rottura e l'allungamento a rottura vengono testati separatamente lungo la direzione della macchina di estrusione (MD) e la direzione trasversale (TD). Viene calcolato il rapporto del modulo MD-to-TD, con un limite di controllo interno ≤1,6 per la gestione dell'anisotropia.
D. Valutazione della sollecitazione interna residua tramite test di deformazione fustellato: preparare campioni di pellicola PEEK riempita con fibra di carbonio quadrati da 100 x 100 mm, adagiarli liberamente su una lastra di vetro piana e lasciarli riposare a temperatura ambiente per 24 ore. Viene misurata l'altezza dell'arco d'angolo di ciascun campione. Per i gradi standard non ricotti, l'altezza massima consentita dell'arco è ≤6 mm; per le qualità ricotte offline di precisione, l'altezza dell'arco deve essere ≤2‑3 mm.
E. Test sulle proprietà termiche: la temperatura di deflessione termica (HDT, ISO75) e il coefficiente di espansione termica (CTE) vengono misurati in entrambe le direzioni MD e TD per valutare la stabilità dimensionale in cicli ad alta e bassa temperatura.
F. Test di attrito e resistenza all'usura: il test di abrasione Taber viene condotto per determinare il coefficiente di attrito e il tasso di usura per la valutazione delle prestazioni di resistenza all'usura.
A. Le analisi metallografiche della sezione trasversale e le prove di trazione sono ispezioni a campionamento distruttivo; non possono garantire che ogni posizione dell'intero rotolo sia priva di difetti.
B. Il rilevamento online di difetti metallici a raggi X è un equipaggiamento opzionale premium. La sola filtrazione del materiale fuso non è in grado di eliminare il 100% del rischio derivante da tracce di contaminanti metallici estranei.
C. Il test di deformazione fornisce solo una valutazione indiretta dello stress interno residuo; non esiste un metodo di prova diretto per ottenere un valore numerico della tensione residua.
D. L'anisotropia MD‑TD può essere valutata solo su campioni campionati; il processo di produzione della pellicola cast non può eliminare completamente questo comportamento anisotropo intrinseco.
Con l'implementazione delle procedure di controllo qualità sopra menzionate, la nostra pellicola in PEEK con riempimento di carbonio presenta superfici piatte e lisce su entrambi i lati, con una finitura nero opaco uniforme e un colore uniforme su tutto il nastro.
1. Nessun difetto che influisca sulla qualità, come punti neri causati da agglomerazione di carbonio, bolle, fori di spillo, crepe nello spessore, graffi profondi, macchie d'olio o inclusioni estranee.
2. Le superfici terminali dei rulli sono pulite, senza strati di rulli telescopici o disallineati. L'avvolgimento è uniforme e stretto; tra i successivi strati avvolti viene inserita una pellicola protettiva separatrice.
3. Non sono ammessi punti neri in rilievo, inclusioni metalliche dure incastonate, fori di spillo penetranti, graffi continui, bolle e rughe.
4. I risultati dei test relativi a spessore, prestazioni meccaniche e contenuto di ceneri all'interno di un lotto di produzione variano entro intervalli accettabili.
5. Per ogni lotto viene rilasciato un certificato di ispezione di fabbrica COC, indicante il numero di lotto, il carico di riempitivo, lo spessore del film e i dati completi dei test meccanici.
| Nome del prodotto | Pellicola PEEK riempita di carbonio |
| Materiale | CF10 PEEK, CF20 PEEK, CF30 PEEK |
| Colore (riempitivo) | Nero opaco uniforme |
| Spessore convenzionale | 12μm, 25μm, 50μm, 100μm, 200μm, 500μm, 1 mm |
| Larghezza | 300 mm, 500 mm, 620 mm, 1000 mm supportano qualsiasi taglio personalizzato di larghezza ridotta |
| Lunghezza | I rotoli da 50 m, 100 m, lunghi e corti possono essere personalizzati in base alle esigenze |
| campione | Da negoziare |
| Certificati | ISO9001:2012 |
| Servizi di supporto | taglio, laminazione, fustellatura, vari tipi di prodotti finiti con guarnizioni monopezzo possono essere personalizzati |
1. Conduttività termica: il PEEK puro ha una conduttività termica di soli 0,29 W/(m·K). CF10 raggiunge 0,5–0,7 W/(m·K), mentre CF30 raggiunge 0,8–1,2 W/(m·K), offrendo un'efficienza di dissipazione del calore 3–4 volte superiore rispetto al PEEK puro.
2. Coefficiente di dilatazione termica (CTE) estremamente basso. Lo scheletro in fibra di carbonio limita la deformazione termica della resina, garantendo una deviazione dimensionale minima durante il ciclo termico.
3. Dopo il trattamento di ricottura e modellatura, la pellicola raggiunge un tasso di restringimento termico ≤0,5% a 260°C, mantenendo un'accuratezza dimensionale stabile per guarnizioni di precisione ultrasottili.
1. Il materiale presenta un'autolubrificazione intrinseca superiore, con un coefficiente di attrito inferiore di oltre il 40% rispetto al PEEK puro. Supporta un funzionamento stabile a lungo termine senza lubrificazione ad olio.
2. Offre un'eccezionale resistenza alla fatica e resiste a fessurazioni o fratture in caso di scorrimento alternativo e compressione ripetuta.
3. Limitazioni: la pellicola in PEEK caricata con carbonio ha una tenacità inferiore rispetto alla pellicola in PEEK naturale non caricata con una maggiore fragilità, il che la rende inadatta a scenari che comportano frequenti grandi flessioni o sollecitazioni da impatto.
4. In condizioni di scorrimento alternativo estremo a lungo termine, la pellicola può generare tracce di detriti di fibre dure, quindi non è applicabile per il contatto diretto con le superfici dei wafer litografici ad alta precisione.
Le fibre di carbonio interne formano una rete conduttiva continua, fornendo una resistività superficiale stabile compresa tra 10³–10⁸ Ω/sq. Il materiale presenta caratteristiche semiconduttive e prestazioni di schermatura EMI di base, che assorbono e isolano le interferenze elettromagnetiche vaganti generate da cavi e moduli di alimentazione.
La pellicola PEEK con fibra di carbonio integra elevata conduttività termica, eccellente resistenza all'usura, prestazioni di schermatura elettromagnetica e stabilità del vuoto, supportando un'ampia gamma di applicazioni industriali come segue:
Funge da pellicola schermante EMI per cavi aerei, sostituendo i tradizionali fogli di rame e alluminio e riducendo il peso dei componenti di oltre il 30%. Agisce come rivestimento isolante resistente alle alte temperature e all'olio per i compartimenti dei motori degli aerei, resistendo alla corrosione del carburante dell'aviazione e del fluido idraulico. Le sue proprietà di resistenza alle radiazioni e di basso degassamento lo rendono ideale per isolare i moduli di vuoto satellitari in condizioni di differenze estreme di temperatura spaziale. Viene utilizzato anche per guarnizioni scorrevoli resistenti all'usura nei meccanismi di trasmissione di precisione dei droni.
Grazie al basso degassamento, alla bassa precipitazione ionica, all'elevata conduttività termica e alla stabilità dimensionale stabile sotto vuoto e alle alte temperature, la pellicola PEEK riempita con fibra di carbonio è ampiamente utilizzata nei processi dei semiconduttori. Le applicazioni tipiche includono rivestimenti isolanti ad alta temperatura per camere a vuoto di incisione, PVD, CVD e pulizia al plasma; guarnizioni ultrasottili resistenti all'usura termicamente conduttive per dispositivi di trasferimento wafer; pellicole isolanti per la dissipazione del calore per anelli di ritenzione CMP; e rivestimento resistente all'usura termicamente conduttivo per banchi prova chip ad alta temperatura.
Viene applicato a pellicole di rivestimento scorrevoli autolubrificanti per guide lineari e rulli trasportatori ad alta velocità, pellicole di rilascio ad alta temperatura per stampi a iniezione e pressa a caldo, fogli di tenuta resistenti al calore e all'olio per valvole idrauliche e corpi di pompe e cuscinetti di isolamento termico anti-attrito per giunti di robot per evitare l'accumulo di calore da attrito.
Adatto per il rivestimento isolante termico di camere a vuoto di microscopi elettronici e macchine per rivestimento ottico, guarnizioni di dispositivi resistenti alla corrosione ad alta temperatura per apparecchiature di test fisici e chimici e pellicole protettive resistenti alle radiazioni per strumenti di rilevamento nucleare.
1. Processi di semiconduttori a purezza ultraelevata che comportano il contatto diretto del wafer, in cui la dispersione di detriti di carbonio può causare contaminazione superficiale.
2. Applicazioni che richiedono prestazioni ESD stabili entro 10⁶–10⁹ Ω/sq, poiché questo materiale presenta un'ampia fluttuazione di resistività incontrollata e non può soddisfare i requisiti standard di dissipazione statica.
3. Componenti che richiedono flessioni ripetute e resilienza flessibile, a causa della fragilità intrinseca del materiale e del basso allungamento alla rottura.
4. Componenti ottici trasparenti, poiché la pellicola è completamente nera e opaca.
5. Applicazioni di lamiere a deformazione zero e ad altissima planarità. Il processo di fusione crea un orientamento intrinseco delle fibre; la ricottura allevia solo lo stress residuo e non può raggiungere una deformazione completamente pari a zero. La planarità ultra elevata richiede un'ulteriore fresatura di precisione CNC su due lati.
6. Condizioni di lavoro con mezzi fortemente ossidanti come l'acido solforico concentrato, che corroderà il substrato in PEEK.
A1: Per l'intervallo di spessori principali di 0,1–0,5 mm, il grado industriale generale offre una tolleranza di spessore di ±0,02–0,04 mm, mentre il grado di precisione raggiunge ±0,01–0,03 mm. La tolleranza della larghezza del rotolo è ±2 mm e la tolleranza del foglio singolo è ±1 mm. I calibri ultrasottili inferiori a 0,1 mm adottano standard di tolleranza rilassati, confermati da un accordo tecnico.
A2: La deformazione post-fustellatura è causata principalmente dallo stress interno residuo generato durante la fusione per estrusione, nonché dal ritiro anisotropico indotto dall'orientamento della fibra di carbonio nella direzione della macchina. Le qualità ricotte fuori linea riducono efficacemente i rischi di deformazione, sebbene l’anisotropia intrinseca del materiale non possa essere completamente eliminata. I clienti con esigenze di lavorazione ad altissima precisione possono implementare la ricottura secondaria in loco per stabilizzare ulteriormente la planarità.
R3: Per ridurre al minimo lo stress residuo e l'anisotropia della pellicola PEEK riempita con carbonio colato, adottiamo controlli di processo fondamentali tra cui il raffreddamento lento a gradiente al posto della tempra rapida, bassa tensione di trafilatura, configurazione della vite ottimizzata a basso taglio e trattamento di ricottura offline professionale. Il nostro sistema di controllo qualità monitora rigorosamente il rapporto del modulo MD-TD e il livello di deformazione della fustella. Si noti che l'anisotropia intrinseca del materiale può solo essere mitigata, non completamente eliminata.
A4: Le larghezze dei rotoli master vanno da 300 a 650 mm e possono essere ulteriormente tagliate in larghezze strette personalizzate. La lunghezza del rotolo varia in base allo spessore: le pellicole sottili da 0,1–0,25 mm sono tipicamente 25–50 m per rotolo, mentre le pellicole di medio spessore da 0,3–0,5 mm sono 50–100 m per rotolo, tutte dotate di un'anima con diametro interno di 76 mm.
R5: La pellicola standard in PEEK riempita di carbonio presenta una resistività semiconduttiva instabile ad ampio intervallo di 10³–10⁵ Ω/sq. Non è un materiale dissipativo statico con controllo ESD formale e non può mantenere una resistività stabile entro l'intervallo ESD standard di 10⁶–10⁹ Ω/sq. Per le applicazioni ESD formali dei semiconduttori è necessaria una pellicola PEEK stabilizzata ESD specializzata.
R6: No. La pellicola PEEK standard riempita di carbonio rilascia sottili microparticelle di carbonio in caso di scorrimento per attrito, causando una grave contaminazione quando è a diretto contatto con i wafer. Questo materiale è adatto solo per rivestimenti antiusura senza wafer e spessori isolanti all'interno di apparecchiature a semiconduttore. I componenti di precisione a contatto con il wafer devono essere fabbricati con materiali PEEK ESD di elevata purezza per semiconduttori.
