السيليكون العادي نفسه ليس ثابتًا -. على العكس من ذلك ، فهو عازل جيد وعرضة لتوليد الكهرباء الثابتة وتراكمها.لكن، يمكن منح السيليكون بخصائص ثابتة أو موصلة من خلال تقنيات تعديل خاصة.
1. لماذا لا يكون السيليكون العادي مضادًا - ثابت؟
يحدد التركيب الكيميائي الخواص: السلسلة الرئيسية من هلام السيليكا هي بنية مستقرة تتكون من ذرات السيليكون (SI) والأكسجين (O) ، بينما عادة ما تكون السلاسل الجانبية مجموعات ميثيل خاملة (- ch₃) أو مجموعات الفينيل ({- {}}}}}. هذا الهيكل الجزيئي مستقر للغاية وليس له إلكترونات أو أيونات متحركة بحرية.
المقاومة العالية: على وجه التحديد بسبب عدم وجود ناقلات الشحن أن مقاومة حجم هلام السيليكا النقي مرتفع للغاية ، وتتراوح عادة من 10¹ إلى 10⁵ ω · سم. يشير هذا الرقم إلى أنه لا يجري الكهرباء تقريبًا وهو مادة عازلة ممتازة.
خطر تراكم الكهرباء الساكنة: نظرًا لممتلكاتها العازلة الممتازة ، عند فرك منتجات السيليكون ، تتلامس مع أو منفصلة عن مواد أخرى مثل البلاستيك أو النسيج ، لا يمكن إجراء الشحنات التي تم إنشاؤها من تلقاء نفسها وسوف تتراكم على السطح ، وتشكيل كهرباء ثابتة. هذا أمر خطير للغاية في بعض سيناريوهات التطبيق.
2. كيف تصنع السيليكون له خصائص ثابتة/موصلة؟
من أجل تمكين استخدام السيليكون في البيئات الحساسة للكهرباء الثابتة ، من الضروري إنشاء قنوات لحركة الشحن من خلال طرق التعديل المادي.
الطرق الرئيسية هي كما يلي:
أ) إضافة الحشو الموصل (الطريقة الأكثر سائدة وفعالية) :
امزج المواد الموصلة بشكل موحد بنسبة معينة في مصفوفة هلام السيليكا لتشكيل شبكة موصلة.
حشو الكربون - القائم على الحشو: مثل الكربون الأسود ، والأنابيب النانوية الكربونية (CNT) ، الجرافين. يعد Carbon Black هو الخيار الفعال بشكل شائع الاستخدام والتكلفة - ، والذي يمكن صياغته في درجات مختلفة تتراوح من inti - ثابتة. العيب هو أنه عادة ما يكون أسود فقط. مواد الحشو المعدنية: مثل مسحوق الفضة (AG) ، والفضة - مسحوق النحاس المطلي ، ومسحوق النيكل ، وما إلى ذلك. الحشو المعدني لها توصيل كهربائي ممتازة ، لكنها مكلفة للغاية وعادة ما تستخدم في الحقول ذات متطلبات التدريع الكهرومغناطيسي العالية للغاية (EMI).
طلاء السطح: يتم إجراء طلاء النيكل ، وطلاء الذهب وغيرها من العلاجات على سطح منتجات السيليكون المتشكل لتوفيرها بطبقة موصلة معدنية. هذه الطريقة مكلفة وهناك خطر من التقشير الطلاء.
ب) إضافة عوامل مضادة للاتحاد الدائمة (النوع الأيوني)
امزج العوامل المضادة للأيوني الخاصة في هلام السيليكا. سوف تهاجر هذه الإضافات إلى سطح المنتجات ، وتمتص الرطوبة من الهواء وتشكل فيلمًا مائيًا رقيقًا. يمكن أن تتأين جزيئات الماء في أيونات ، وبالتالي تبديد الكهرباء الساكنة من خلال آلية امتصاص الرطوبة والتوصيل.
المزايا: يمكن خلطها في ألوان مختلفة (على عكس الكربون الأسود الذي يمكن أن يكون أسود فقط) ، وله تأثير صغير نسبيًا على الخواص الميكانيكية الأصلية للمادة الأساسية. العيوب: يعتمد التأثير المضاد للحيوية على الرطوبة البيئية. سيتم تقليل التأثير إلى حد كبير في بيئة جافة للغاية ، مثل الداخل في الشمال خلال فصل الشتاء.