Stabilność zawiesin stosowanych w branży elektronicznej ma kluczowe znaczenie dla zagwarantowania poziomu jakości związanego z zaawansowanymi technologicznie produktami końcowymi. Na przykład, wyświetlacze o ultra wysokiej rozdzielczości opierają się na unikalnych powłokach optycznych i inżynierii powierzchni struktur cienkowarstwowych w celu generowania obrazów o wysokiej jakości. Polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP) wykorzystuje zawiesiny do polerowania powierzchni materiałów półprzewodnikowych. Funkcjonalność ogniw paliwowych i akumulatorów poprawia się za pomocą powłok nanocząsteczkowych przetwarzanych w roztworze. Istnieją niezliczone przykłady wykorzystania zawiesin w uznanych i najnowocześniejszych zastosowaniach elektronicznych. Testy stabilności zawiesin mogą zapewnić, że urządzenia elektroniczne w przestrzeniach komercyjnych i przemysłowych spełniają wymagania.
Akumulatory litowo-jonowe działają w oparciu o odwracalną wymianę jonów litu między elektrodą ujemną i dodatnią podczas cykli ładowania/rozładowania. W przypadku tych akumulatorów, zawiesina elektrod jest mieszaniną materiału aktywnego, spoiwa, dodatków przewodzących i rozpuszczalnika. Następnie jest ona nakładana na kolektor prądu i suszona. Stabilność zawiesiny jest niezbędna, aby uniknąć segregacji i aglomeracji cząstek, które wpływają na spójność i przyczepność elektrod. Te niestabilności mogą zmniejszyć żywotność i bezpieczeństwo baterii.
Stabilność zawiesiny zależy od wyboru spoiwa, rozpuszczalnika, stosunku materiału aktywnego do spoiwa i sadzy oraz procesu produkcyjnego. Idealne spoiwo powinno wykazywać odwracalne zachowanie żelowe. Technologia Turbiscan, oparta na statycznym wielokrotnym rozpraszaniu światła, może być stosowana do wykrywania i ilościowego określania zjawisk sedymentacji, aglomeracji i klarowania w osadach elektrodowych. Umożliwia ona porównywanie i klasyfikowanie preparatów osadów pod względem ich jednorodności i okresu przydatności do użycia.
Techniki CMP wykorzystują ścierne i żrące zawiesiny chemiczne do planowania powierzchni materiałów podłoża w ramach przygotowań do litograficznego druku elektronicznego. Tlenek ceru (IV), czyli ceria, jest rutynowo stosowany jako katalizator chemiczny w procesie ściernym. Przyspiesza on osłabianie metalicznych cząstek powierzchniowych na podłożu półprzewodnikowym, a mechaniczna tarcza polerska usuwa te cząstki z powierzchni. Proces ten redukuje nieregularności topograficzne, zapewniając płaską powierzchnię na poziomie Angstremów. Ceria jest wysoce wydajnym środkiem polerującym do inżynierii powierzchni półprzewodników, ale wykazuje znaczną niestabilność koloidalną z tendencją rozproszonych cząstek do sedymentacji i aglomeracji. Takie zachowanie może zaszkodzić wydajności inżynierii powierzchni CMP i spowodować mechaniczne defekty w półprzewodnikowym waflu. Zmiany powierzchni w mikroskali mogą znacznie zmniejszyć wydajność i funkcjonalność struktur cienkowarstwowych. Podkreśla to znaczenie przeprowadzania solidnych testów stabilności zawiesin krzemianowych stosowanych do przetwarzania CMP. Testy stabilności zawiesin CMP są wykorzystywane do określenia skuteczności dyspergatorów polimerowych w zawiesinach ceramicznych, które mają na celu zahamowanie migracji cząstek dyspergatora w mediach fazy ciekłej. Analizator stabilności i wielkości cząstek Turbiscan LAB został wykorzystany do testów stabilności zawiesin ceramicznych w oparciu o masę cząsteczkową dyspergatorów. Testy przeprowadzone w temperaturze otoczenia 35°C wykazały, że zawiesiny keria wykazują zwiększone rozproszenie wsteczne światła w dolnej części próbki i zwiększoną transmisję w górnej części próbki. Jest to spowodowane sedymentacją cząstek w czasie. Testy stabilności umożliwiły analitykom określenie krótkoterminowej stabilności preparatów o różnej masie cząsteczkowej, a wyniki wskazują, że środki dyspergujące o wyższej masie cząsteczkowej (dłuższe łańcuchy polimerowe) pozwalają na dłuższą stabilność koloidalną.
Turbiscan jest ekspertem w zakresie analizy stabilności koloidalnej, z solidnym zrozumieniem złożonych różnic w testach stabilności zawiesin dla różnych zastosowań. Nasze analizatory Turbiscan zostały szeroko zastosowane do testowania stabilności zawiesin nanocząstek platyny w zastosowaniach ogniw paliwowych, wielościennych nanorurek węglowych, atramentów do wyświetlaczy plazmowych i wielu innych zastosowań. Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat przeprowadzania testów stabilności za pomocą Turbiscan, skontaktuj się z nami lub odwiedź naszą sekcję biblioteki, aby pobrać powiązane dokumenty i noty aplikacyjne.
Ostatecznie wybór, czy użyć prostego rozwiązania przesiewania, czy też zainwestować w dyfrakcję laserową lub dynamiczną analizę obrazu, będzie zależał od ilości badań, dostępnego budżetu i personelu oraz wszelkich szczególnych norm międzynarodowych lub wymagań klienta, z którymi się Państwo stykają. Zachęcamy do kontaktu z Microtrac w celu bezpłatnej konsultacji, która pozwoli ustalić, jakie rozwiązanie zapewni optymalny wynik i zwrot z inwestycji.