by Jeonbuk Milli Universiteti

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Doldurucuların əlçatmaz olduğu bölgələrə aid olan çıxarılan həcmlər və mikro boşluqlar ayrılmış kompozitlərin işinə təsir edən əsas amillərdir. Optimal konsentrasiyada daha aşağı ərimə nöqtəsi olan polimerin daxil edilməsi mikro boşluqların əmələ gəlməsini azalda bilər, eyni zamanda elektrik və istilik xüsusiyyətlərini artıra bilər. Müəllif: Professor Sonq Yun Kim, Jeonbuk Milli Universiteti

Müasir portativ və geyilə bilən elektron cihazlar getdikcə yüksək performanslı komponentləri və simsiz rabitə texnologiyalarını birləşdirir. Bu inteqrasiya funksionallığı artırsa da, eyni zamanda cihazın performansını və etibarlılığını aşağı sala bilən elektromaqnit müdaxiləsi (EMI) və istilik yığılması riskini artırır. Nəticədə, eyni zamanda elektrik müdaxiləsini idarə edə və istiliyi səmərəli şəkildə yaymağa qadir olan qabaqcıl materiallara tələbat artır.

Seqreqasiya olunmuş keçirici polimer kompozitləri (S-CPC) bu cür tətbiqlər üçün perspektivli namizədlər kimi ortaya çıxmışdır. Bu üçölçülü polimer materialları polimer sərhədləri boyunca cəmləşmiş keçirici doldurucu şəbəkələrini ehtiva edir və bu da nisbətən az miqdarda doldurucu ilə belə yüksək elektrik və istilik keçiriciliyinə nail olmağa imkan verir.

Lakin, potensiallarına baxmayaraq, S-CPC-lərin praktik istifadəsi məhdud olmuşdur. Mövcud nəzəri modellər onların unikal daxili strukturlarını kifayət qədər nəzərə almır və bu da effektiv dizaynı çətinləşdirir. Bundan əlavə, S-CPC-lər istehsal zamanı mikroskopik boşluqlar əmələ gətirməyə meyllidir ki, bu da əlavə edilə bilən doldurucu miqdarını məhdudlaşdırır və mexaniki möhkəmliyi zəiflədir.

Yeni istehsal və modelləşdirmə yanaşması

Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün Cənubi Koreyanın Jeonbuk Milli Universitetinin Üzvi Materiallar və Lif Mühəndisliyi kafedrasından professor Sonq Yun Kimin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, ayrılmış kompozitlər üçün hazırlanmış qabaqcıl proqnozlaşdırıcı modellərlə birlikdə yeni bir istehsal strategiyası hazırlamışdır.

Professor Kim izah edir: “Biz mikro boşluqların əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün kommersiya polimerləri arasında ərimə nöqtələrindəki fərqlərdən istifadə edən bir emal strategiyasından istifadə etdik və ayrılmış kompozitlərin unikal quruluşunu əks etdirən yeni bir keçiricilik proqnozlaşdırma modeli yaratdıq”.

Tədqiqat Advanced Composites and Hybrid Materials jurnalında dərc edilib .

Təcrübənin içərisində və istifadə olunan materiallarda

Tədqiqatçılar təcrübələrində 150 ​​°C-də əriyən polipropilendən (PP) istifadə etdilər və onu 130 °C-dən aşağı temperaturda əriyən PP terpolimeri ilə qarışdırdılar. İki növ S-CPC istehsal edildi: biri keçirici doldurucu kimi qrafit nanoplateletlərindən (GNP) istifadə edərək G-SC adlanır, digəri isə B-SC adlanan altıbucaqlı bor nitridindən (h-BN) istifadə edərək.

GNP-lər əla elektrik və istilik keçiriciliyi təmin edir, h-BN isə yüksək istilik keçiriciliyi ilə yanaşı əla elektrik izolyasiyası təklif edir.

Mikrokompüter tomoqrafiyasından (μ-KT) istifadə edərək, komanda kompozitlərin daxili strukturlarını təhlil etdi və performansa təsir edən iki əsas struktur xüsusiyyətini müəyyən etdi: xaric edilmiş həcm (doldurucuların əlçatmaz olduğu bölgələr) və mikro boşluqlar.

Bundan əlavə, onlar aşağı əriyən terpolimerin optimal miqdarının mikro boşluqların əmələ gəlməsini minimuma endirdiyini və mexaniki möhkəmliyi, eləcə də elektrik və istilik göstəricilərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdığını aşkar etdilər.

Performans qazancları və proqnozlaşdırıcı modelləşdirmə

G-SC və B-SC-lərin optimal formulasiyası müvafiq olaraq 4,93% və 12,15% daha çox doldurucu material daxil edə bilmişdir. Nəticədə, G-SC-lər elektrik və istilik keçiriciliyində müvafiq olaraq 124,07% və 68,11% artım göstərmiş, B-SC-lər isə istilik keçiriciliyində 53,54%-ə qədər yaxşılaşma əldə etmişdir.

Material istehsalından əlavə, tədqiqatçılar yeni seqreqasiya olunmuş perkolasiya modelləri hazırlamaq üçün istisna edilmiş həcm və mikro boşluq effektlərini ənənəvi perkolasiya nəzəriyyəsinə daxil etdilər. Bu modellər kompozitlərin keçirici davranışını dəqiq proqnozlaşdırdı və gələcək material dizaynı üçün güclü bir vasitə təklif edərək eksperimental nəticələrlə güclü uyğunluq göstərdi.

Növbəti nəsil elektronika üçün təsirlər

Professor Kim yekun olaraq bildirir ki, “Bu tədqiqatda hazırlanmış materiallar dərhal yeni nəsil EMI qoruyucu və istilik idarəetmə həlləri kimi istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, təklif olunan modellər müxtəlif sənaye sahələrində xüsusi hazırlanmış qabaqcıl materialların dizaynını sürətləndirəcək.”

Ümumilikdə, struktur optimallaşdırmanı qabaqcıl nəzəri modelləşdirmə ilə birləşdirərək, bu tədqiqat yeni nəsil elektron və enerji sistemləri üçün uyğun yüksək keçiricilikli polimer kompozitlərinin hazırlanması üçün hərtərəfli strategiya təqdim edir.