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Progettazione di elastomeri conduttivi
Nella schermatura EMI,elastomero conduttivoÈ il materiale schermante più comune. Viene prodotto riempiendo uniformemente di particelle conduttive la gomma siliconica o la gomma fluorosiliconica, combinando la tenuta stagna ambientale della gomma siliconica stessa con l'elevata conduttività delle particelle conduttive. Non solo soddisfa i requisiti di messa a terra conduttiva e schermatura elettromagnetica, ma garantisce anche la tenuta stagna ambientale. Questo articolo introdurrà come progettare e selezionare gli elastomeri conduttivi.
- Strutturaledi elastomero conduttivoconsiderazioni di progettazione
Nella scelta delle dimensioni strutturali e della forma dei prodotti in gomma conduttiva, vengono solitamente considerati i seguenti quattro fattori:
◆Forza di chiusura
La gomma conduttiva si adatta alla pressione modificando la forma anziché il volume, e il volume si espande sotto l'effetto di calore/pressione, quindi è necessario tenere conto del potenziale spazio di espansione. Se si desidera ottenere una maggiore deformazione a compressione, la forza di chiusura richiesta aumenterà inevitabilmente e rapidamente. Il design del prodotto è caratterizzato da una struttura metallica "leggera e sottile", che richiede una minore forza di chiusura. Quando le dimensioni lo consentono, è necessario dare priorità alle strutture a sezione cava, come i tipi a "O" e "D". Questo aumento della compressione ottenuto tramite deformazione strutturale ridurrà significativamente la forza di chiusura.
◆Rapporto di riempimento
Il rapporto di riempimento è il rapporto tra la sezione trasversale del tampone in gomma e la sezione trasversale della guarnizione della scanalatura. Un rapporto di riempimento troppo piccolo o troppo grande influirà sulla tenuta ambientale e sulla schermatura elettromagnetica. Per soddisfare i requisiti specifici di schermatura elettromagnetica e tenuta ambientale, tenendo conto di tutte le tolleranze del prodotto, un rapporto di riempimento compreso tra il 93% e il 98% può garantire i migliori effetti di schermatura elettromagnetica e tenuta ambientale.
◆Progettazione della deformazione da compressione
La particolare struttura dei prodotti in gomma conduttiva richiede che le proprietà di conduttività e schermatura vengano ottenute tramite deformazione a compressione. Valore di deformazione a compressione raccomandato: per i prodotti in gomma conduttiva con strutture non cave, la deformazione deve essere superiore al 10%, mentre si raccomanda il 15%, con un limite massimo del 25%. Per valori di compressione specifici raccomandati per diversi materiali e diverse sezioni trasversali, si prega di contattare il personale dell'azienda per soddisfare esigenze specifiche.
◆Compressione permanente
Il cedimento permanente da compressione è definito come la differenza di altezza della deformazione che non può essere recuperata dopo la compressione, espressa in percentuale. Il cedimento permanente da compressione è un importante indicatore delle prestazioni meccaniche dei prodotti in gomma conduttiva. L'entità del cedimento permanente da compressione della gomma conduttiva è correlata all'elasticità e al recupero della gomma, ed è anche strettamente correlata alle prestazioni di tenuta, all'efficacia di schermatura e alla durata del prodotto in gomma conduttiva.
- Selezione di materiali in gomma conduttiva
Dal punto di vista della tenuta ambientale e della schermatura elettromagnetica, i prodotti in gomma conduttiva della nostra azienda possono fornire una serie di prodotti in grado di soddisfare le diverse esigenze dei clienti in termini di prestazioni e costi.
Per i progettisti, la scelta dei materiali in gomma conduttiva adatti si riferisce principalmente ai seguenti punti:
① Requisiti di efficacia della schermatura;
② Requisiti dell'intervallo di temperatura di esercizio del materiale;
3 Requisiti di adattabilità ambientale dei materiali, come resistenza alla corrosione, resistenza alla nebbia salina, resistenza alla muffa, ecc.
Considerando attentamente questi fattori, l'azienda offre ai clienti i seguenti materiali tra cui scegliere:
| Matrice | Riempitivo conduttivo | Pprestazioni |
| Gomma siliconica | Argento puro | Antimuffa, adatto a condizioni che impediscono la crescita microbica, con le migliori prestazioni di schermatura e conduttività e buone proprietà fisiche.
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| Gomma siliconica | Vetro argentato | Il miglior rapporto qualità-prezzo, adatto al campo delle comunicazioni e alle normali situazioni militari, con buone prestazioni in ambienti non corrosivi. |
| Gomma siliconica | Rame argentato | Ottima conduttività, resistente all'impatto EMP, adatto per applicazioni militari, può essere utilizzato come guarnizione per guide d'onda e connettori. |
| Gomma siliconica | Alluminio placcato argento | Elevata efficienza di schermatura, compatibilità elettrochimica con i telai in alluminio, le guarnizioni militari sono utilizzate in ambienti corrosivi, sono leggere e trovano largo impiego nella produzione di varie guarnizioni di tenuta schermanti. |
| Gomma fluorosiliconica | Alluminio placcato argento | L'elevata efficienza di schermatura, l'elevata resistenza alla corrosione e all'olio possono migliorare notevolmente l'affidabilità e la durata del prodotto. |
| Gomma siliconica | Grafite nichelata | Prezzo basso, buona compatibilità elettrochimica con l'alluminio, elevata conduttività ed eccellente tenuta ambientale, caratteristiche che possono essere applicate a prodotti militari in genere. |
| Gomma siliconica | Carbonio altamente conduttivo | Fornisce una schermatura di fascia bassa, una buona resistenza alla trazione, non è resistente alla corrosione, può mantenere le proprietà fisiche ed elettriche in un'ampia gamma di temperature ed è particolarmente adatto per applicazioni in scariche elettrostatiche o scariche corona. |
- Equilibrio tra conduttività ed elasticità: norme e metodi
Nella progettazione di un elastomero conduttivo, l'equilibrio tra conduttività ed elasticità è un fattore chiave. Un contenuto di riempitivo conduttivo troppo elevato può ridurre l'elasticità del materiale, mentre un contenuto di riempitivo troppo basso potrebbe non soddisfare i requisiti di conduttività.
La conduttività si riferisce alla capacità di un materiale di condurre corrente elettrica, solitamente espressa come conduttività (S/m). La conduttività di un elastomero conduttivo dipende principalmente dal tipo, dalla forma e dalla distribuzione del riempitivo.
L'elasticità è la capacità di un materiale di tornare alla sua forma originale dopo essere stato deformato da una forza esterna, solitamente misurata dalla resistenza alla trazione e dall'allungamento.
①Selezione e proporzione del riempitivo
La scelta del riempitivo conduttivo appropriato è il primo passo per raggiungere un equilibrio tra conduttività ed elasticità. I riempitivi conduttivi più comuni includono il nero di carbonio, le polveri metalliche e i polimeri conduttivi. I diversi riempitivi variano in termini di conduttività e impatto sull'elasticità. Ad esempio, il nero di carbonio generalmente offre una buona conduttività elettrica, ma un riempimento eccessivo può ridurne significativamente l'elasticità.
Nelle applicazioni pratiche, si raccomanda di determinare il rapporto ottimale di carica attraverso esperimenti. In generale, il contenuto di carica è compreso tra il 10% e il 30%, un intervallo comune, ma la proporzione specifica deve essere adattata in base alle caratteristiche del materiale e ai requisiti dell'applicazione.
② Norme e metodi di prova
Sebbene non esista uno standard internazionale unificato specifico per l'equilibrio tra conduttività ed elasticità degli elastomeri conduttivi, alcuni standard di settore e metodi di prova possono essere utilizzati come riferimento:
Test di conduttività: utilizzare il metodo a quattro sonde o lo strumento di prova della resistività per misurare la conduttività del materiale e garantire che soddisfi i requisiti dell'applicazione.
Prova di trazione: secondo la norma ASTM D412, vengono misurati la resistenza alla trazione e l'allungamento del materiale per valutarne le proprietà elastiche.
Analisi meccanica dinamica (DMA): la DMA viene utilizzata per testare il modulo dinamico del materiale a diverse frequenze e temperature per comprenderne le proprietà elastiche e viscoelastiche.
3. Simulazione e ottimizzazione
La tecnologia di simulazione al computer è ampiamente utilizzata anche nella moderna progettazione dei materiali. Attraverso metodi come l'analisi agli elementi finiti (FEA), è possibile prevedere gli effetti di diversi rapporti di riempimento su conduttività ed elasticità. Questo metodo può essere ottimizzato prima della produzione effettiva, con un risparmio di tempi e costi.
④ Conclusion
L'equilibrio tra conduttività ed elasticità è una delle sfide principali nella progettazione di elastomeri conduttivi. Selezionando razionalmente i riempitivi, determinando il rapporto ottimale, rispettando gli standard e i metodi di prova pertinenti e utilizzando le moderne tecnologie di simulazione, è possibile raggiungere efficacemente l'equilibrio tra i due per soddisfare le esigenze di diverse applicazioni.
I tre punti precedenti sono semplici opinioni sulla progettazione e la selezione di elastomeri conduttivi. Oltre a fornire ai clienti prodotti standard in elastomeri conduttivi, la nostra azienda è in grado di offrire anche una selezione di design più ampia e soluzioni di protezione elettromagnetica, oltre a fornire prodotti e servizi personalizzati in base alle diverse esigenze dei clienti.
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