Способ изготовления анизотропного электропроводящего материала

 

Изобретение относится к изготовлению электропроводящих полимерных материалов. Цель изобретения - уменьшение энергозатрат путем создания материала с цепочкой по всей его толщине при отсутствии приложенного электрического поля. Отверждаемую композицию 1 располагают между двумя или более парами электродов 2. Рядом расположенные электроды 2 изолируют друг от друга изоляционным материалом 4. Между парами электродов 2 и композицией 1 располагают электроизоляционные пленки 3. Пленки 3 выбирают толщиной, обеспечивающей непроникновение при приложенной разности потенциалов частиц к электродам 2. Затем создают между парами электродов 2 разность потенциалов. После отверждения композиции 1 полученный материал извлекают из межэлектродного пространства. 1 ил.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s Н 01 В 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пространства. 1 табл., 1 ил.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4641084/07 (22) 19.01,89 (46) 07.07,91. Бюл. М 25 (71) Латвийский государственный университет им; П.Стучки (72) А.П.Замбранс, Г,А.Мокеров, А.С.Прэнч, А.И.Бидюк и Л.К.Бейзитер (53) 621.315.6 (088.8) (56) Jones,R., КгауЬ1П J.Ð.Active Feedback—

control — Led Dielectrophoretlc Levitation.—

Journal Apll. Phys., 1986, чо!. 60, ЬЬ4, р.1247—

1252. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНИЗОТРОПНОГО ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к изготовлению злектропроводящих полимерных материа. Ж „„1661844 А1 лов, Цель изобретения - уменьшение энергозатрат путем создания материала с цепочкой по всей его толщине при отсутствии приложенного электрического поля. Отверждаемую композицию 1 располагают между двумя или более парами электродов 2. Рядом расположенные электроды 2 изолируют друг от друга изоляционным материалом 4.

Между парами электродов 2 и композицией

1 располагают электроизоляционные пленки 3. Пленки 3 выбирают толщиной, обеспечивающей непроникновение при приложенной разности потенциалов частиц к электродам 2, Затем создают между парами электродов 2 разность потенциалов, После отверждения композиции 1 полученный материал извлекают иэ межзлектродного

Изобретение относится к изготовлению электропроводящих полимерных материалов.

Цель изобретения — уменьшение энергозатрат путем создания материала с цепочкой по всей его толщине при отсутствии приложенного электрического поля.

На чертеже представлена схема способ» изготовления анизотропного электропроводящего материала, Способ реализуется следующим образом.

Жидкую композицию или компаунд 1, содержащий проводящие частицы, размещают между электродами 2 (верхним и нижним), Электроды от пленки жидкой композиции или компаунда отделены изоляционной ггленкой >. Толщина изоляционной пленки из материала, через который при рабочих температурах не проходят проводящие частицы из композиции к электроду, подбирается минимальной с целью уменьшения этим искажения конфигурации силовых линий напряженности электрического поля между электродами, но одновременно толщина изоляции должна быть достаточной, чтобы обеспечить невозникновение электрического пробоя при приложенной разности потенциалов между электродами.

Повышая (понижая) напря>кенность электрического поля, необходимо увеличиты,, (уменьшить) толщину указанной электроизоляционной пленки. Теоретически минимальная толщина изоляционной пленки определяется из величины пробивной напря>кенности данного материала, Электроды 2 изолировачы между собой и расположены согласно топографическому рисунку расположения ориентированных цепочек или агрегатов из частиц в пленке.

Изоляцию между электродами 4 в целях создания условий высокой неоднородности электрического поля между рабочими концами электродов выбирают высотой h>, большей расстояния hz между двумя указанными электроизоляционными пленками.

Свободные концы электродов электрически соединяют спаиванием или, например, с помощью металлизации. Электроды можно изготовить из кусочков цилиндрического провода, закрепляя между собой эпоксидным клеем, пластиком или другим изоляционным материалом. Цепочкообразные агрегаты из частиц располагаются между концами электродов, После отверждения композиции или компаунда снимают разность потенциалов между электродами и электроды отделяют от полученного аниэотроггного материала в виде пленки.

Пример 1, Получение анизотропного электропроводящего материала (эластомера).

Для получения анизотропного электропроводящего эластомера используют компаунд "Виксинт К-68", который состоит из пасты низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, пасты "К" и катализатора N-68.

В жидкую пасту при комнатной температуре вводят медные цилиндрические частицы диаметром 0,055 мм и длиной

0,5-0,7 мм, объемное содержание которых 0,5 — 2,5%. После перемешивания пасты с частицами в нее вводят вулканизующий агент-катализатор и компаунд готов к размещению в электрическом поле.

На рабочие концы ни>кних электродов кладут с целью электроизоляции и одновременного устранения прилипания пленку полизтилентерефталатную (лавсан) толщиной

8 мкм. На эту пленку сверху наносят жидкую пленку компаунда "Виксинт К-68" с металлическими частицами толщиной 1 мм, на нее кладут указанную пленку электроизоляции и над последней устанавливают верхние электроды, соблюдая строгую симметричность расположения верхних и нижних электродов относительно плоскости пленки компаунда. В качеств» электроиэоляционной пленки можно применять указанной толщины политетрафторэтиленовую (фторопласт — 4) пленку, Электроды подключают к источнику переменного высоковольтного напряжения О с частотой 50 Гц, создают между электродами на расстоянии tip напряженность электрического поля в центре зазора

L=U/llew = 3 — 4 кВ/мм, выдерживают электроды под напряжением до отвердевания композиции пленки и "аким образом получают эластомер с ориентированными поперек цепочкообразными агрегатами иэ проводящих частиц.

Частота применяемого электрического поля (включая значение нуль) выбирается исходя из величины времени релаксации зарядов в компаунде. Для применяемого компаунда "Виксинт К" время релаксации заряда порядка несколько секунд. Максимально допустимая частота переменного электрического поля or,ðeäåëÿåòñll исходя из величины времени реализации зарядов в проводящих частицах.

Повышение температуры приводит к уменьшению вязкости компаунда с одновременным ускорением процесса отвердевания. При постоянном электрическом напряжении увеличение вязкости компаунда приводит к увеличению длительности времени ориентации, втягиванию в агрегаты, частиц, что можно обеспечить уменьше нием дозы катализатора, определяющей скорость отвердевания. Меняя дозу катализатора при заданной рабочей температуре, 5 например, от 1 до 8 мас.ч. на 100 мас,ч, компаунда, жизнеспособность компаунда меняют на несколько часов, Электроды создают концами металлических проводов диаметром 0,7 мм, раем;- 10 щенных на расстоянии ",25 — 2,5 мм друг от друга, и изолируют между собой эпоксидной отвердевшей смолой, В качестве изоляции между электродами также применялись полиметилметакрилат (оргстекло) и винип- 15 ласт.

Электрическое сопротивление цепочкообразных агрегатов из цилиндрических частиц при внешнем механическом нажатии на контакт 50 — 100 Г составляет 0,1 — 0,8 Ом. 20

Потребляемая электрическая мощность при создании анизотропного эластомера

1,5 10 Втна 1 см пленки.

Предложенным способом достигается достаточная однородность по концентра- 25 ции частиц в образованных агрегатах вдоль всей пленки зластомера.

Результаты микроскопического исследования однородности полученных цепочкообразных агрегатов, размещенных с 30 шагом 1,25 мм по сетке на площади эластомера 10 см, приведены в таблице, При концентрации частиц С (по обьему) в пленке эластомера после их агрегирования во внешнем электоическом поле в по- 35 следующих 10 агрегатах получено следующее число частиц N:

Некоторый разброс величины N для рассмотренных агрегатов из частиц соответствует неравномерному расположению 40 частиц в жидкой пленке при смешивании.

Применяя магнитное поле для агрегации частиц в эластомере по известному способу. получают уменьшение концентрации частиц в образованных агрегатах из частиц 45 в эластомере с увеличением расстояния образованных агрегатов от центра полюсов магнита.

Пример 2. Получение анизотропного электропроводящего материала с использо- 50 ванием белого обезвоженного твердого парафина в качестве отверждающейся композиции.

Проводящие частицы, электроизоляционную пленку и систему электродов берут 55 аналогично примеру 1.

Образование цепочек иэ частиц в жидкой пленке парафина в электрическом поле происходит при температуре 60 С (выше температуоы полного плавления парафина).

Пссле образования цепочек из частиц. дли шегося несколько секунд. устаноьку охлаж дают до 40ОС, парафин переходит в твердог состояние и таким обоазом получают ани зотропный электропроводящий материал.

При толщине пленки парафина 1 мм прилагают раз ость потенциалов между электродами кВ.

В случае парафина можно применять густоту переменного электрического поля меньше 50 Гц, так как время релаксации зарядов в парафине составляе- несколько десятков минут.

-Электрическое сопротивление цепочкообразных агрегатов из цилиндрических частиц, размеры и концентрация которых указаны в поимеое 1, пои внешнем нажатии на площадь 0,5 х 0,5 мм у конца агрегатов с силой 50 — 100 г или 0,5 — 1,0 Н составляет

0,2-1,6 Ом, Внешняя нагрузка прилагалась через слой упругой резины, прижимающей к противоположным концам образованной цепочки частиц через слой парафина полоски тонкой металлической фольги, обеспечивающие контакт между сопротивлением, измеряемым устройством, и цепочкой из части ц.

П р и M е р 3. Получение анизотропного электропроводящего матеоиала с использованием компаунда на основе эпоксидной смолы в качестве огверждающейся композиции.

Проводящие частицы, электроизоляционную пленку и систему электродов берут аналогично примеру 1.

Эпоксидную смолу ЭДП с замешанными металлическими частицами в концентрациях, указанных в примере 1, нагревают до температуры 100 С, с целью уменьшения вязкости добавляют отвердитель, размещают тонкой пленкой 1 мм между электроизолирующими пленками и соответственно между электродами установки. Электроды подключают к разности потенциалов 2-4 кВ частоты 50 Гц. Разность потенциалов на электродах снимают после отверждения компаунда, и электроды удаляют от полученной анизотропной электропроводящей пленки-пластины, Электрическое сопротивление цепочек при нажатии, указанном в примере 1, составляет 0,3 — 1,2 Ом.

Формула изобретения

Способ изготовления анизотропного электропроводящего магериала. при котором проводят смешивание злектроизоляционной Koìïoýèöèè с проводящими частицами, размещают указанную компози1бб1844

Составитель A. Калмыков

Редактор Л. Гратилло Техред M,Моргентал Корректор IVI. Пожо

Заказ 2129 Тираж 344 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН1 СССР

11;3035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина 101 цие между электродами, образуя цепочку из проводящих частиц путем приложения разности потенциалов между электродами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат путем создания материала с цепочкой по всей его толщине при отсутствии приложенного электрического поля, используют отверждающуюся композицию, дополнительно применяют по крайней мере два электрода, располагая их аналогично указанным, рядом расположенные электроды изолируют друг от друга, между электродами и композицией располагают электроизаляционные пленки толщиной, обеспечивающей непроникновение

5 при приложенной разности потенциалов частиц к электродам, изоляцию между электродами выбирак>т высотой, большей расстояния между двумя указанными пленками, и после отверждения композиции пол10 ученный материал извлекают из межэлектродного пространства.

Способ изготовления анизотропного электропроводящего материала Способ изготовления анизотропного электропроводящего материала Способ изготовления анизотропного электропроводящего материала Способ изготовления анизотропного электропроводящего материала 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам стекол для производства волокна, в частности непрерывного, которое может быть использовано для получения полупроводящих стекломатериалов, например стеклоленты, стеклотканей и др
Изобретение относится к электропроводным пигментным материалам, в частности к электропроводящим пигментным композиционным материалам, состоящим из материала-подложки, состоящего из электрически непроводящего неорганического металлического окисла, и прикрепленного к материалу-подложке электропроводящего полимера

Изобретение относится к процессам изготовления электрических соединителей и концентраторов магнитного поля полюсов магнита и может быть использовано в производстве дисплеев, микрокалькуляторов, электронных часов, печатных плат и др

Изобретение относится к устройству, обеспечивающему прерывание электрической цепи путем приложения механического усилия

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям несущих сердечников неизолированных многопроволочных проводов для передачи электрической энергии в воздушных магистральных высоковольтных линиях и электрических сетях, предназначенных для длительной эксплуатации. Сердечник для проводов воздушных линий электропередачи содержит скрученные в трос несущие элементы, охваченные металлической оболочкой. Оболочка выполнена сплошной из алюминия или из алюминий-циркониевого сплава с временным сопротивлением разрыву 50-150 МПа, ее внутренняя поверхность частично повторяет наружную поверхность троса с обеспечением площади их взаимного контакта 20-99% от площади наружной поверхности троса и имеет толщину в наиболее тонких местах 0,2-2 мм, при этом несущие элементы имеют диаметр 1,0-4,5 мм. Конструкция сердечника обеспечивает полную защиту троса из несущих элементов от воздействия атмосферных факторов и высокую коррозионную стойкость провода. Обеспечивается возможность уплотнения повивов токопроводящих проволок при изготовлении компактного провода без ухудшения его механических и электрических свойств. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх