Erittäin korkean viskositeetin omaava kaasunpoistotahna: Vaahtoamaton lämpötahna 0,2 kPa:n paineessa
Korkean suorituskyvyn lämpörajapintamateriaalit (TIM), mukaan lukien lämpötahnat, faasimuutosyhdisteet ja rakenteelliset rakojen täyteaineet, on valmistettu äärimmäisillä kiintoainepitoisuuksilla.
Lämmönjohtavuuden saavuttamiseksi 3,0:sta yli 12,0 W/m·K:iin valmistajat pakkaavat jopa 85 painoprosenttia alumiinioksidia, boorinitridiä tai sinkkioksidijauheita reaktiivisiin silikoni- tai polyuretaanipolymeereihin.
Tuloksena olevien lietteiden viskositeetti on pastamaista ja usein yli 500 000–1 000 000 mPa·s.
Näillä äärimmäisillä reologisilla kynnysarvoilla mikroskooppiset ilmakuplat jäävät pysyvästi loukkuun normaalin painovoiman alla ja toimivat vakavina lämpöeristeinä, jotka aiheuttavat laitteen ylikuumenemista.
SMIDA valmistaa planeettakeskipakovakuumisekoittimia, jotka on suunniteltu saavuttamaan 0,2 kPa:n lopullinen tyhjiö samalla, kun astiat altistetaan satojen g:ien keskipakoiskuiihtyvyydelle.
Tehoelektroniikassa, mikroprosessoreissa ja sähköajoneuvojen akkupaketeissa jo yksi 50 mikronin ilmarako lämpörajapinnassa lisää lämpövastusta eksponentiaalisesti ja laukaisee suurjännitteisen valokaaren läpilyönnissä.
Perinteiset kaasunpoistomenetelmät – kuten staattiset tyhjiöuunit, ultraäänikylvyt tai matalatyhjiöiset roottorisekoittimet – epäonnistuvat täysin korkean viskositeetin omaavien pastojen käsittelyssä.
Staattinen tyhjiö laajentaa vain pintakuplia, kun taas ultraääni tuottaa tuhoisaa paikallista lämpöä voittamatta viskoosia vastusta.
Tämä suunnitteluopas selittää kaksiakselisen keskipakoistoimisen tyhjiöilmanpoiston fysikaalisen mekaniikan 0,2 kPa:n paineella ja esittelee parhaat käytännöt tyhjiöttömien tahnatuotantoon.
Kuplien loukkuuntumisen fysiikka tiheissä tahnoissa
Stokesin lain mukaan nesteessä olevan ilmakuplan lopullinen nousunopeus on suoraan verrannollinen gravitaatiokiihtyvyyteen ja kuplan halkaisijan neliöön ja kääntäen verrannollinen dynaamiseen viskositeettiin.
Kun tahnan viskositeetti nousee 1 000 mPa·s:sta 1 000 000 mPa·s:iin, 10 mikronin mikrokuplan luonnollinen nousunopeus laskee tuhatkertaiseksi.
Maan normaalin 1G:n painovoiman vallitessa tuo kupla liikkuisi millimetrin matkan kohti pintaa viikkoja tai kuukausia.
Ympäristön kelluvuuden tai staattisten tyhjiökammioiden varaan luottaminen ei yksinkertaisesti tarjoa riittävää ylöspäin suuntautuvaa voimaa viskoosin vastuksen voittamiseksi.
Keskipakoiskiihtyvyys: kelluvuuden kertominen sadoilla g:illä
SMIDA-planeettakeskipakoissekoitin pyörittää suljettuja säiliöitä samanaikaisesti kahden itsenäisen akselin ympäri.
Ensisijainen kierto koneen keskiakselin ympäri tuottaa yli 400 Gs:n keskipakoiskiihtyvyyksiä.
Koska loukkuun jääneen ilman tiheys (noin 1,2 kg/m³) on suuruusluokkaa pienempi kuin tiheän lämpötahnan (usein 2 000–3 000 kg/m³), kuplaa ylöspäin ajava efektiivinen kelluvuusvoima moninkertaistuu yli 400-kertaisesti.
Samanaikaisesti säiliön pyöriminen aiheuttaa pyörivän 3D-konvektiovirtauksen, joka jatkuvasti vatkaaa paksuja tahnakerroksia kohti pintakalvoa.
0,2 kPa:n huipputyhjiö: Laajenevat mikrokuplat nopeaan repeämiseen
Keskipakovoima tuo ilmakuplat lähelle pintaa, mutta alle mikronin kokoisilla kuplilla on silti korkea pintajännitys, joka estää niiden puhkeamisen.
Tässä kohtaa SMIDAn 0,2 kPa:n syväalipaineominaisuus on ratkaiseva.
Alle 0,2 kPa:n paineessa (500-kertainen paineen lasku normaalista 101,3 kPa:n ilmakehän paineesta) Boylen lain mukaan loukkuun jääneet ilmakuplat laajenevat satoja kertoja tilavuudeltaan.
Kuplan tilavuuden laajentuessa sen nousunopeus kiihtyy eksponentiaalisesti, pakottaen sen pintakalvon läpi, jossa se puhkeaa välittömästi.
90–180 sekunnin syklin aikana tahnan tiheys saavuttaa 100 % teoreettisista rajoista ilman jäännösongelmia.
Lämpörajapintamateriaalien kaasunpoistotekniikan vertailu
Kaasunpoistomenetelmä | Uuttovoiman ajaminen | Prosessisyklin aika | Tehokkuus yli 500 000 mPa·s:n tahnoissa |
Staattinen tyhjiöuuni | Vakio 1G:n painovoima + staattinen tyhjiö | 2–12 tuntia | Tehoton; syvät kuplat pysyvät loukussa |
Ultraäänikylpy | Akustinen kavitaatio | 30–60 minuuttia | Erittäin huono; aiheuttaa voimakasta tahnan kuumenemista |
Korkean leikkausvoiman staattorin tyhjiö | Mekaaniset terät tyhjiössä | 15–45 minuuttia | Kohtalainen; jättää kuolleita alueita ja terän kulumista |
SMIDA Planetary Vacuum (0,2 kPa) | 400G+ keskipakovoima + 0,2 kPa:n tyhjiö | 1–3 minuuttia | Täydellinen; mikronin alle jäävät ontelot poistettu 100-prosenttisesti |
Usein kysytyt kysymykset
Kiehauttaako 0,2 kPa:n tyhjiö tahnastani haihtuvia liuottimia?
Tyhjiö alentaa liuottimien kiehumispisteitä, mutta SMIDA-planeettasekoittimissa on ohjelmoitavat monivaiheiset tyhjiöprofiilit.
Käyttäjät voivat suorittaa nopean sekoittamisen kohtuullisella paineella ja sen jälkeen lyhyen, kontrolloidun 0,2 kPa:n viimeistelypulssin ilman poistamiseksi poistamatta olennaisia laimennusaineita.
Miten lämpötilan säätö säilyttää lämpötahnan ominaisuudet?
Suuren leikkausvoiman omaava keskipakoisliike luo luonnollisesti kitkalämpöä.
SMIDAn TTC-lämpötilasäädellyt sarjat vakauttavat kammion lämpötilat -15 °C:n ja 25 °C:n välillä pitäen reaktiiviset silikonit ja kosteusherkät hartsit täysin vakaina.
Poista tyhjät kohdat SMIDA-tyhjiötekniikalla
SMIDA on vakiintunut valmistaja, jolla on ISO 9001 -sertifioitu 6 800 neliömetrin tehdas Shenzhenissä, yli 80 patenttia ja täydellinen CE-merkintä.
Planeettakäyttöiset keskipakoisvakuumisekoittimemme käsittelevät eriä 1 grammasta yli 100 kg:aan (laitteiston kapasiteetti 150 g - 100 kg+) ja toimittavat toistettavia, aukottomia pastoja maailman johtaville elektroniikkainnovaattoreille.
Ota yhteyttä Shenzhenin suunnittelutiimiimme varataksesi ilmaisen kaasunpoistoarvioinnin lämpötahnanäytteillesi.
