Verfahren zur dynamisch-chemischen Herstellung von diamantartigen Process for the dynamic chemical production of diamond-like
Kohlenstoff Strukturen, diamantartige Kohlenstoff Strukturen undCarbon structures, diamond like carbon structures and
Verwendungen von diamantartigen KohlenstoffstrukturenUses of diamond-like carbon structures
Die Erfindung betrifft Verfahren zur dynamisch-chemischen Herstellung von diamantartigen Kohlenstoffstrukturen, bei denen in einen geschlossenen Behälter eine hybride Kohlenstoffphase gegeben wird und mit einem Energieträger zur chemischen Reaktion gebracht wird, um dispersen kondensierten Kohlenstoff als Reaktionsprodukt zu bilden. Die Erfindung betrifft weiterhin verschiedene diamantartige Kohlenstoffstrukturen und Verwendungen derartiger Kohlenstoffstrukturen.The invention relates to methods for the dynamic chemical production of diamond-like carbon structures, in which a hybrid carbon phase is placed in a closed container and is brought to a chemical reaction with an energy carrier in order to form disperse condensed carbon as a reaction product. The invention further relates to various diamond-like carbon structures and uses of such carbon structures.
Disperser kondensierter Kohlenstoff wird als phasengewandelte Kohlenstoffstruktur, insbesondere im Rahmen der synthetischen Diamantherstellung, erzeugt. Neben statisch katalytischen Hochtemperatur-Druck-, Stoßdruck-, physikalischen (PVD) und chemischen (CVD) sowie kombi- nierten Verfahren finden auch sogenannte dynamische Verfahren Anwendung, die auf der chemischen Umsetzung energiereicher Stoffe und Verbindungen beruhen und zur Bildung von hexagonalen und kubischen Carbonstrukturen überwiegend in Form disperser und ultradisperser Systeme fuhren.Dispersed condensed carbon is produced as a phase-changed carbon structure, particularly in the context of synthetic diamond production. In addition to static catalytic high-temperature pressure, surge pressure, physical (PVD) and chemical (CVD) as well as combined processes, so-called dynamic processes are also used, which are based on the chemical conversion of high-energy substances and compounds and for the formation of hexagonal and cubic carbon structures mainly in the form of disperse and ultra-disperse systems.
Die Grundlage der dynamisch chemischen Herstellung von diamantartigen Kohlenstoffstrukturen bilden die Gesetzmäßigkeiten, die sich bei der chemischen Umsetzung von hochenergetischen Stoffen, vorwiegend mit
negativer Sauerstoffbilanz, kurzzeitig vollziehen. Sie bestehen im wesentlichen darin, dass der bei der chemischen Reaktion dieser Stoffe freigesetzte und durch die Generatorgas-Reaktion charakterisierte kondensierte Kohlenstoff solchen Bedingungen ausgesetzt wird, dass eine Phasenumwandlung in höher strukturierte Kristallgitter-Strukturen von statten gehen kann.The basis of the dynamic chemical production of diamond-like carbon structures is formed by the laws that are predominantly involved in the chemical conversion of high-energy substances negative oxygen balance, to be carried out for a short time. They consist essentially in the fact that the condensed carbon released in the chemical reaction of these substances and characterized by the generator gas reaction is exposed to conditions such that a phase change into more structured crystal lattice structures can take place.
Die chemische Reaktion kohlenstoffhaltiger Energieträger wird in der Regel durch Explosivstoffe mit negativer Sauerstoffbilanz erreicht und in geschlossenen Hochdruckbehältern unter Bedingungen einer inerten Gas- atmosphäre durchgeführt. Der atmosphärische Sauerstoff ist dabei weitest- gehend mittels Vakuumierung des Behältersystems zu eliminieren, um eine inerte Gasatmosphäre durch spezielle inerte Gase oder deren Gemische, die jeweils unter funktionalem Druck stehen, zu erzielen. Diese inerte Gasatmosphäre soll einer Regraphitierung der höher strukturierten Kohlenstoff- Phasen entgegenwirken.The chemical reaction of carbon-containing energy sources is usually achieved by explosives with a negative oxygen balance and carried out in closed high-pressure containers under conditions of an inert gas atmosphere. The atmospheric oxygen must be largely eliminated by vacuuming the container system in order to achieve an inert gas atmosphere through special inert gases or their mixtures, each of which is under functional pressure. This inert gas atmosphere is intended to counteract the re-graphitization of the more highly structured carbon phases.
Diese Verfahren sind jedoch technisch und technologisch äußerst aufwendig und unökonomisch. Trotz Bereitstellung von ultradispergierten kondensierten Kohlenstoff-Phasen in den Reaktionsprozess werden nur wirtschaftlich äußerst geringe Bildungsraten von etwa 8,0% bis 10,0% Massenanteil der jeweils hergestellten und erwünschten Kohlenstoffstrukturen, bezogen auf die Masse des eingesetzten Reaktions- bzw. Spendermaterials erreicht. Technologien dieser Art sind damit großtechnologisch und ökonomisch unrelevant.
Die mit diesem Verfahren hergestellten höher strukturierten Kohlenstoff- Systeme enthalten bis zu 40% hexagonale Diamantstrukturen (minderwertiger Lonstelit) sowie bis zu 30% röntgenamorphe Phasen und restlich kubische Diamantanteile, die jedoch Phasenreinheiten von nicht mehr als 85% bis 95 % aufweisen. Damit liegen mechanische Gemenge von unterschiedlichen Carbonstrukturen mit praktisch nicht definierbaren Systemeigenschaften vor, deren technisch-industrielle Verwendbarkeit in starkem Maße eingeschränkt ist.However, these processes are technically and technologically extremely complex and uneconomical. Despite the provision of ultra-dispersed condensed carbon phases in the reaction process, only extremely low formation rates of approximately 8.0% to 10.0% by mass of the respectively produced and desired carbon structures, based on the mass of the reaction or donor material used, are achieved. Technologies of this type are therefore irrelevant on a large scale and economically. The higher-structured carbon systems produced with this process contain up to 40% hexagonal diamond structures (inferior lonstelite) as well as up to 30% X-ray amorphous phases and residual cubic diamond components, which however have phase purities of not more than 85% to 95%. This results in mechanical mixtures of different carbon structures with practically indefinable system properties, the technical-industrial usability of which is greatly restricted.
Darüber hinaus enthalten diese Stoffkonfigurationen auf der Material- Oberfläche eine Vielzahl an funktionalen Gruppen sowie Kohlenstoffatome mit freien Bindungen, die zu schwer definierbaren Oberflächenpolaritäten führen und damit erforderliche Vernetzungsprozesse im Verbund mit anderen Stoffen und Materialien erschweren oder sogar unmöglich machen.In addition, these material configurations on the material surface contain a large number of functional groups and carbon atoms with free bonds, which lead to surface polarities that are difficult to define and thus make required crosslinking processes in combination with other substances and materials difficult or even impossible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur dynamisch chemischen Herstellung von diamantartigen Kohlenstoffstrukturen zu entwickeln, das eine wirtschaftliche Herstellungsweise bei gleichzeitig hoher Phasenreinheit ermöglicht. Darüber hinaus sollen diamantartige Kohlenstoffstrukturen mit definierten Eigenschaften bereitgestellt werden und neue Verwendungen derartiger Stoffe vorgeschlagen werden.The present invention has for its object to develop a method for the dynamic chemical production of diamond-like carbon structures, which enables an economical production method with high phase purity. In addition, diamond-like carbon structures with defined properties are to be provided and new uses of such substances are proposed.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Verfahren gelöst, bei dem das Reaktionsprodukt einem atomar wasserstoffgestützten Niedertemperatur-Plasma ausgesetzt wird und eine Phasenumwandlung von
Kohlenstoffkombinationen in hochreine kubische Gitterstrukturen erzielt wird.In terms of method, the task is solved with a generic method, in which the reaction product is exposed to an atomically hydrogen-supported low-temperature plasma and a phase change of Carbon combinations in high-purity cubic lattice structures is achieved.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines atomar wasserstoffgestützten Niedertemperatur-Plasmas zu einer sehr hohen Prozessausbeute an hochreinen kubischen Gitterstrukturen führt.Surprisingly, it has been shown that the use of an atomically hydrogen-based low-temperature plasma leads to a very high process yield on high-purity cubic lattice structures.
Vorzugsweise wird zusätzlich ein Kohlenstoffspendersystem eingebracht. Dieses Kohlenstoffspendersystem weist vorzugsweise flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen auf, wobei vor allem mit organischen Kohlenwasserstoffverbindungen besonders gute Prozessergebnisse erzielt wurden.A carbon donor system is preferably also introduced. This carbon donor system preferably has liquid or gaseous hydrocarbon compounds, particularly good process results having been achieved especially with organic hydrocarbon compounds.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass hybride Kohlenstoffsysteme, vorangig flüssige Kohlenwasserstoffverbindungen im Verbund mit kondensiertem bei der chemischen Umsetzung der Energieträger entstehendem Kohlenstoff in einen hoch energetischen und kurzzeitlichen chemischen und thermogasdynamischen Prozess derart eingeführt werden können, dass einerseits die Herausbildung von kondensiertem Kohlenstoff stoichometrisch unterstützt wird und andererseits die Kovaleszens bereits formierter bzw. depositionierter Cluster aus der chemischen Reaktion eines eingesetzten Energieträgers initiiert und optimal im komplexen System vollzogen werden kann.The invention is based on the knowledge that hybrid carbon systems, previously liquid hydrocarbon compounds in combination with condensed carbon formed during the chemical conversion of the energy sources, can be introduced into a highly energetic and short-term chemical and thermogas dynamic process in such a way that, on the one hand, the formation of condensed carbon supports stoichometrically on the other hand, the covalescence of already formed or depositioned clusters is initiated from the chemical reaction of an energy source used and can be optimally carried out in a complex system.
Der chemisch physikalische Bildungsprozess wird dabei unter Bedingungen eines atomar wasserstoffgestützten Niedertemperatur-Plasmas bei Anwesen-
heit von Η > 9, 12xl017 dahingehend unterstützt, dass die Elektronen- promovierung mit nachgesetzter Hybridisierung vorwiegend nicht nach Diffusions- sondern nach Martensid-Mechanismus erfolgt.The chemical-physical formation process is carried out under conditions of an atomically hydrogen-based low-temperature plasma in supported by Η> 9, 12xl0 17 to the effect that the electron promotion with subsequent hybridization predominantly does not take place according to the diffusion mechanism but according to the martensite mechanism.
Dadurch wird es ermöglicht diamantartige Kohlenstoffstrukturen groß- technologisch in nano- und mikroskaligen Kristallidbereichen sowie in cluster- und polykristallinen Strukturen mit neuen Herausstellungseigenschaften ökonomisch zu produzieren. Die derart hergestellten diamantartigen Kohlenstoffstrukturen können technisch so formiert werden, dass sie Ausgangsmaterialien für die Darstellung höher strukturierter Kohlenstoff- Systeme, wie Fullerene, Hyper-Fullerene, Nano-Tubes, Onion-Like Carbons (OLC) u.a. bilden.This makes it possible to produce diamond-like carbon structures economically on a large scale in nano- and microscale crystallide areas as well as in cluster and polycrystalline structures with new prominence properties. The diamond-like carbon structures produced in this way can be technically shaped in such a way that they are starting materials for the representation of more highly structured carbon systems, such as fullerenes, hyper-fullerenes, nano-tubes, onion-like carbons (OLC) and others. form.
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin diamantartige Kohlenstoffstrukturen, die sich dadurch auszeichnen, dass die Reinheit der kubischen Diamantphase bei 99% , vorzugsweise bei 100% liegt (NJC Scan 1/X-Ray- Pattern). Die Kristallitgrößen der Kohlenstoffstrukturen liegen im Bereich zwischen 5 nm und 50 nm (X-ray diffraction). Clustergrößenordnungen von 50 nm bis 20 μm (scanning electron microskope) wurden erreicht sowie Partikeldurchmesser in Dispersion von 40 nm bis 500 nm (photon correlation spectroscopy). Röntgenamorphe Phasen treten nicht auf.The invention furthermore relates to diamond-like carbon structures which are distinguished by the fact that the purity of the cubic diamond phase is 99%, preferably 100% (NJC Scan 1 / X-Ray pattern). The crystallite sizes of the carbon structures are in the range between 5 nm and 50 nm (X-ray diffraction). Cluster sizes of 50 nm to 20 μm (scanning electron microscope) and particle diameters in dispersion from 40 nm to 500 nm (photon correlation spectroscopy) were achieved. X-ray amorphous phases do not occur.
Durch die Verfahrensführung können verschiedene Parameter des Materials variiert oder dotiert (cloning) werden: spezifische Oberflächen werte, spezifische Magnetisierbarkeit, Zeta-Potential, spezifischer elektrischer
Widerstand, freie Energie in Bezug auf Wasserdampfaufnahme u.a. Auf diese Weise sind vor allem folgende Merkmale steuerbar: Porositäten und Sorbtionseigenschaften, Charakteristika, die definitive Vernetzungsparameter ergeben, Oberflächenpolaritäten in hydrophiler bzw. hydrophober Auslegung, Transfer-, elektrische Isolations- sowie Halbleitereigenschaften u.a.Various parameters of the material can be varied or doped (cloning) through the process control: specific surface values, specific magnetizability, zeta potential, specific electrical Resistance, free energy in relation to water vapor absorption, among others, the following features can be controlled in this way: porosities and sorption properties, characteristics that give definitive crosslinking parameters, surface polarities in a hydrophilic or hydrophobic design, transfer, electrical insulation and semiconductor properties, among others
Für das Super- und End-Finishing sowie für das Polishing, insbesondere das Nano-Polishing, das Planarisieren und das Trowalieren von harten und superharten Werkstoffoberflächen werden gegenwärtig synthetische hochharte Werkstoffe (Diamant kubisches Bornitrit, Metalloxide u.a.) verwendet, die aufgrund ihrer spezifischen Charakteristika, insbesondere der Blocking-isometrischen Formgebung und der damit in enger Beziehung stehenden Neigung zur Spaltflächenbildung bei entsprechenden mechanischen Belastungen gute abrasive Leistungen gewährleisten. Bei der Erzielung gegenwärtig in zunehmendem Maße geforderter hoher Oberflächengüten, vorwiegend in Nano-Bereichen stoßen diese Materialien jedoch an die Grenzen der technischen Machbarkeit. Polykristalline Diamantstrukturen der Art MYPOLEX der Firma DuPont (Erzeugung durch externe Explosionssynthese) haben gegenüber natürlichen und konventionell synthetisierten Industriediamanten folgende Vorteile:For super and end finishing as well as for polishing, in particular nano-polishing, planarizing and tumbling hard and super hard material surfaces, synthetic high hard materials (diamond cubic boron nitride, metal oxides etc.) are currently used, which due to their specific characteristics, In particular, the blocking-isometric shape and the closely related tendency to form gaps with appropriate mechanical loads ensure good abrasive performance. However, when achieving the increasingly high surface qualities currently required, predominantly in the nano range, these materials reach the limits of technical feasibility. Polycrystalline diamond structures of the type MYPOLEX from DuPont (production by external explosion synthesis) have the following advantages over natural and conventionally synthesized industrial diamonds:
ungeordnete Morphologie ohne bedeutende Spaltflächen ("selbstschärfende Teilchen") mit lateralen Mikroriss oder Spallationsmechanismen ,
gleichbleibende Härtecharakteristika unddisordered morphology without significant gap areas ("self-sharpening particles") with lateral microcrack or spallation mechanisms, constant hardness characteristics and
zwei bis dreimal größere spezifische Oberflächen.specific surface areas two to three times larger.
Sie können jedoch den Bereich von 0,005 μRa sowie Polspitzenrezessionen (PTR) von 0,01 μ nicht unterschreiten. Darüber hinaus ist der industrielle Einsatz von Mypolexkonfigurationen und anderenHowever, they cannot fall below the range of 0.005 μRa and pole tip recessions (PTR) of 0.01 μ. In addition, the industrial use of Mypolex configurations and others
Diamanthochleistungssystemen äußerst kostenintensiv und bei einer Reihe technischer Anwendungen nicht optimal und zielführend.High-performance diamond systems are extremely cost-intensive and not optimal and effective for a number of technical applications.
Die beschriebenen erfindungsgemäßen diamantartigen Kohlenstoffstrukturen können jedoch durch dynamisch-chemische Hybridtechnologien ökonomisch effizient produziert werden und weisen eine Vielzahl spezifischer Eigenschaften auf, die sie gegenüber konventionellen Industriediamantkonfigurationen herausstellen.However, the described diamond-like carbon structures according to the invention can be produced economically and efficiently by dynamic-chemical hybrid technologies and have a large number of specific properties which make them stand out in comparison with conventional industrial diamond configurations.
Aufgrund der spezifischen Eigenschaften, insbesondere von Morphologie und Kornform sowie der spezifischen Oberflächencharakteristika und des mittleren Zeta-Potentials der erfindungsgemäßen diamantartigen Kohlenstoffstrukturen können an superharten Werkstoffoberflächen Finishwerte von Ra= 2 nm bis 10 nm sowie Polspitzenrezessionen von PTR = 0,5 nm bis 2 nm erreicht werden. Außerdem sind polishing Geschwindigkeiten von etwa 0,3 μm bis 5,0 μm pro Minute erzielbar, die optimale, schonende Glättungs- effekte zur Folge haben.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Nano- Politur einer vorgeschliffenen Oberfläche aus Siliziumnitritkeramik im Vergleich zu einer Hochleistungsdiamantkörnung. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Siliziumnitritkeramik, die geschliffen wurde und anschließend mit einer handelsüblichen Diamantsuspension poliert wurde. Die Figuren 3 und 4 zeigen im Gegensatz hierzu eine Nano-High-Endpolitur mit einer wässrig-kationisch, kurzkettigen Suspension aus diamantartigen Kohlenstoffstrukturen an einer geschliffenen Siliziumnitritkeramik.Due to the specific properties, in particular morphology and grain shape, as well as the specific surface characteristics and the average zeta potential of the diamond-like carbon structures according to the invention, finish values of Ra = 2 nm to 10 nm and pole tip recessions of PTR = 0.5 nm to 2 nm can be achieved on superhard material surfaces become. In addition, polishing speeds of around 0.3 μm to 5.0 μm per minute can be achieved, which result in optimal, gentle smoothing effects. FIGS. 1 to 4 show the results of the nano-polishing according to the invention of a pre-ground surface made of silicon nitride ceramic in comparison to a high-performance diamond grain. Figures 1 and 2 show a silicon nitride ceramic that was ground and then polished with a commercially available diamond suspension. In contrast, FIGS. 3 and 4 show a nano high-end polish with an aqueous-cationic, short-chain suspension of diamond-like carbon structures on a ground silicon nitride ceramic.
Maßgebend für die vorteilhafte Verwendung von diamantartigen Kohlenstoff- Strukturen zur Oberflächenbearbeitung von harten Werkstoffoberflächen sind unter anderem die linsenförmige (ogivale) Korngestaltung der Einzelkristalline sowie der Syntheseprozess, der einen Kristallbildungsprozess von "unten" gewährleistet. Das heißt, das Korn bzw. die entsprechenden Clusterkonfigurationen wachsen auf eine definierte Größe auf und werden nicht, wie derzeit üblich, mittels Mahlvorgängen aus größeren Korngebilden gebrochen, was unweigerlich zu schärferen Konturen und zur Herausbildung von kohärenten Spaltebenen bei gleichzeitig verminderter Druckfestigkeit führt.Decisive for the advantageous use of diamond-like carbon structures for the surface treatment of hard material surfaces are, among other things, the lenticular (ogival) grain design of the individual crystals and the synthesis process, which ensures a crystal formation process from "below". This means that the grain or the corresponding cluster configurations grow to a defined size and are not, as is customary at present, broken out of larger grain structures by means of milling processes, which inevitably leads to sharper contours and the formation of coherent splitting planes with simultaneously reduced compressive strength.
Die erfindungemäßen diamantartigen Kohlenstoffstrukturen eignen sich vor allem für die folgenden Behandlungsverfahren:The diamond-like carbon structures according to the invention are particularly suitable for the following treatment processes:
Behandlung hochfester Keramiken, von Edelsteinen und Sonderwerkstoffen für Elemente und Baugruppen der Mikro- und
Hochleistungselektronik. Die optimale polishing-speed liegt hierbei zwischen 0,3 μm und 5 μm pro Minute.Treatment of high strength ceramics, of precious stones and special materials for elements and assemblies of the micro and High-performance electronics. The optimal polishing speed is between 0.3 μm and 5 μm per minute.
Präzisionspolituren an metallbeschichteten Teilen einer Memory-Disc oder von Metallspiegeln,Precision polishings on metal-coated parts of a memory disc or metal mirrors,
- Behandlung von Teilen und Baugruppen aus Polykarbonaten wie Brillengläsern u.a.- Treatment of parts and assemblies made of polycarbonates such as glasses etc.
Behandlung von optischen, optronischen und Laserbaugruppen sowie Magnetkopfsystemen,Treatment of optical, optronic and laser assemblies as well as magnetic head systems,
Behandlung von orthopädischen und DentalprothesenTreatment of orthopedic and dental prostheses
- für Mikro-Honwerkzeuge, Miniatur- und Präzisionskugellager,- for micro honing tools, miniature and precision ball bearings,
für mechanische Dichtungs- und Gleitsysteme (wie unter anderem Pumpen, Ventile, Zylinder, Kolben, Lager, Buchsen sowie Oberflächen von Umformstempeln)for mechanical sealing and sliding systems (such as pumps, valves, cylinders, pistons, bearings, bushings and surfaces of forming dies)
metallurgraphische und kristallographische Präparationen,metallurgical and crystallographic preparations,
Behandlung von Elementen und Baugruppen aus Polyacryl (zumTreatment of elements and assemblies made of polyacrylic (for
Beispiel Fenster für Flugzeugkabinen u.a.) sowie von Kontaktlinsen,Example windows for aircraft cabins etc.) and contact lenses,
Polituren komplizierter und nichtplanarer Oberflächen mittels Gleitschleifen (Trowalisieren) sowie Planarisieren von Elementen der Hochleistungs- und Mikroelektronik.
Zum Erreichen der angestrebten Kenn- und Leistungscharakteristika sind die erfindungsgemäßen diamantartigen Kohlenstoffstrukturen in speziell dafür ausgelegte Trägermedien einzugeben. Als Trägermedien eignen sich wässrige und organische wasserlösliche Suspensionen, Emulsionen, Trays, Fette, Pasten und Wachse.Polishing of complex and non-planar surfaces by means of vibratory grinding (trowalizing) as well as planarizing elements of high-performance and microelectronics. To achieve the desired characteristic and performance characteristics, the diamond-like carbon structures according to the invention are to be entered in carrier media specially designed for this purpose. Suitable carrier media are aqueous and organic water-soluble suspensions, emulsions, trays, fats, pastes and waxes.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung von diamantartigen Kohlenstoff, insbesondere der oben beschriebenen Kohlenstoffstrukturen liegt im Einsatz als elektrischer Isolator. Außerdem können die diamantartigen Kohlenstoffstrukturen als Wärmeübertragungsmittel verwendet werden. Be- sonders vorteilhaft ist es, wenn neben der hohen Fähigkeiten zur elektrischen Isolation die Eigenschaften zum optimalen Transfer von Wärmeenergie von einem Körper auf den anderen genutzt werden können. Dies ist eine typische Aufgabestellung bei verlustbehafteten elektronischen Bauteilen. Die Erfindung beschreibt daher eine vorteilhafte Anwendung von diamantartigen Kohlenstoffstrukturen, vorwiegend in Nano- und Mikrokörnungsbereichen als elektrische Isolier- oder thermische Transfermittel. Dies wird durch das Einbringen der Kohlenstoffe in Pasten, Kleber, Lacke, Fette, Lote und in kompositäre Werkstoffverbunde vorrangig für den technisch-industriellen Einsatz in Bereichen der Hochleistungselektronik, Mikroelektronik sowie Elektrotechnik und Energetik erreicht.Another advantageous use of diamond-like carbon, in particular the carbon structures described above, is the use as an electrical insulator. In addition, the diamond-like carbon structures can be used as a heat transfer medium. It is particularly advantageous if, in addition to the high electrical insulation capabilities, the properties for optimal transfer of thermal energy from one body to the other can be used. This is a typical task for lossy electronic components. The invention therefore describes an advantageous application of diamond-like carbon structures, predominantly in nano and micro grain areas as electrical insulating or thermal transfer agents. This is achieved by introducing the carbons into pastes, adhesives, lacquers, greases, solders and in composite material composites primarily for technical-industrial use in the areas of high-performance electronics, microelectronics, as well as electrical engineering and energetics.
Bei elektronischen Bauteilen, insbesondere bei Halbleiterbauelementen besteht eine große Temperaturabhängigkeit bezüglich Linearität und Funktionsfähigkeit. Geht man davon aus, daß zum Beispiel Sperrschicht-
kristalle aus Germanium in Temperaturbereichen zwischen 85 °C und 100 °C belastbar sind und die Linearität der Bauelemente oft nur in einem begrenzten Bereich schaltungstechnisch ausreichend ist, muss produzierte Wärme nach Außen abgeleitet werden, um die Betriebsbereitschaft zu gewährleisten und den Halbleiter in einem festgelegten Temperaturfenster zu halten.In the case of electronic components, in particular semiconductor components, there is a large temperature dependence with regard to linearity and functionality. If you assume that, for example, Crystals made of germanium can withstand temperatures between 85 ° C and 100 ° C and the linearity of the components is often only sufficient in terms of circuitry in terms of circuitry, the heat produced must be dissipated to the outside to ensure operational readiness and the semiconductor in a specified temperature window to keep.
Gegenwärtig wird mit Hilfe von Kühlkörpern die aktive wärmeabgebende Oberfläche vergrößert. Da jedoch diese Hochleistungsbauelemente nicht plan sind und deshalb eine gewisse Rauhigkeit aufweisen, werden sie mittels eines sogenannten wärmeleitenden Mediums mit dem Kühlkörper verbunden. Diese Medien müssen dabei gleichzeitig eine außerordentlich hohe elektrische Isolierfähigkeit aufweisen und eine optimale Anpassung an die entsprechende Oberfläche garantieren ohne andererseits ein Fließverhalten zu zeigen.The active heat-emitting surface is currently being enlarged with the help of heat sinks. However, since these high-performance components are not flat and therefore have a certain roughness, they are connected to the heat sink by means of a so-called heat-conducting medium. At the same time, these media must have an extraordinarily high electrical insulation capacity and guarantee an optimal adaptation to the corresponding surface without, on the other hand, showing a flow behavior.
Bisher bekannte Pasten, Fette, Lacke, Kleber, Lote, Foliensysteme u.a. deren thermische Transfereigenschaften durch ihre spezifische und materialabhängige Leitfähigkeit beschrieben werden, können physikalisch bedingt Leitwerte von 2,5 W/mK bisher nicht überschreiten. Außerdem ist bei den bekannten Medienwerkstoffen wie Glimmer, Aluminiumoxid, Bornitrit oder Berylliumoxid nachteilig, daß sie zum Teil hoch toxisch sind (zum Beispiel Berylliumoxid) und einen hohen spezifischen thermischen Leitwiderstand aufweisen. Dies betrifft insbesondere keramische und polimerische Foliensysteme. Viskose Systeme wie Pasten, Fette, Lacke, Kleber u.a.
können meist nicht bereits während des Herstellungsprozesses der zu kühlenden elektronischen Komponente aufgebracht werden und sind daher schwer zu handhaben.Pastes, greases, lacquers, adhesives, solders, foil systems, among others, whose thermal transfer properties are described by their specific and material-dependent conductivity, have so far not been able to exceed conductance values of 2.5 W / mK due to physical reasons. In addition, the known media materials such as mica, aluminum oxide, boron nitrite or beryllium oxide have the disadvantage that some of them are highly toxic (for example beryllium oxide) and have a high specific thermal conductivity. This applies in particular to ceramic and polymeric film systems. Viscous systems such as pastes, greases, varnishes, adhesives etc. can usually not be applied during the manufacturing process of the electronic component to be cooled and are therefore difficult to handle.
Die Verwendung diamantartiger Kohlenstoffstrukturen als elektrischer Iso- lator von Wärmeübertragungsmitteln führt zu erheblich verbesserten Kenn- und Leistungscharakteristika und gewährleistet eine optimale Verarbeitung mit dem entsprechenden Medienträger in Anpassung an die jeweilige Komponente. Gleichzeitig stellt dabei das erfindungsgemäße Material einen optimalen elektrischen Isolator dar und führt zur Verbesserung einer Reihe weiterer Leistungscharakteristika des Gesamtsystems wie Härte, Dielektrizitätskonstante, Durchschlagspannung, spezifische Dichte, Zug-, Bruch-, und Durchdrückfestigkeit, Dehnung, Verlustfaktor u.a.The use of diamond-like carbon structures as an electrical insulator of heat transfer media leads to significantly improved characteristics and performance characteristics and ensures optimal processing with the appropriate media carrier in adaptation to the respective component. At the same time, the material according to the invention represents an optimal electrical insulator and leads to the improvement of a number of other performance characteristics of the overall system, such as hardness, dielectric constant, breakdown voltage, specific density, tensile, fracture and push-through strength, elongation, loss factor and others.
Das erfindungsgemäße Material ist anwendungsspezifisch dotierbar und lässt sich großtechnologisch und kostengünstig herstellen. Die technische Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit sowie die Leistungsfähigkeit gängiger Elektronikkomponenten lässt sich darüber hinaus durch optimierte Verlustleistungsabfuhr ohne konstruktive Änderungen der Baugruppen und Bauteile erheblich steigern.The material according to the invention can be doped in an application-specific manner and can be produced on a large scale and inexpensively. The technical reliability and availability as well as the performance of common electronic components can also be significantly increased through optimized power dissipation without design changes to the assemblies and components.
Zum Erreichen der Kenn- und Leistungscharakteristika werden entsprechen- den Trägersystemen diamantartige Kohlenstoffstrukturen in fester hochdisperser Form oder als Suspension, Dispersion oder Emulsion beigegeben. Erfindungsgemäß weisen dabei die so beigegebenen Kohlenstoff-
Strukturen hochstrukturierte Oberflächen sowie Formen auf, die insbesondere eine gezielte Variierung der erforderlichen Vernetzungs-, Suspendier- und Dispergiereigenschaften ermöglichen, um optimale Systemcharakteristika zu gewährleisten.To achieve the characteristic and performance characteristics, appropriate carrier systems are added with diamond-like carbon structures in solid, highly disperse form or as a suspension, dispersion or emulsion. According to the invention, the carbon Structures on highly structured surfaces and shapes, which in particular allow a targeted variation of the required crosslinking, suspending and dispersing properties in order to ensure optimal system characteristics.
Im folgenden werden verschiedene Anwendungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Verwendung der erfindungsgemäßen diamantartigen Kohlenstoffstrukturen dargestellt und näher beschrieben.Various application examples of the method according to the invention and of the use of the diamond-like carbon structures according to the invention are shown and described in more detail below.
Zur dynamisch chemischen Herstellung diamantartiger Kohlenstoffstrukturen wird in das Zentrum eines geschlossenen Hochdruckreaktorsystems (autoklav) mit geometrischen Abmessungen im Verhältnis L/H mod 8,6 bis 9,2 (L = Länge, H = Höhe) sowie R/H mod 4 bis 6 (R = innerer Radius) im Volumen 3,0 m3 ein Energieträger wie beispielsweise 2, 4, 6 Tri-Nito- Toluol/Zyklotrimethylentrinitramin (50/50) der Masse 0,5 kg mit zylindrischer Form eingebracht. Die chemische Umsetzung des Energieträgers hat dabei unter Bedingungen eines leichten Vakuums (ca. 2 mm Hg) zu erfolgen, das durch eine entsprechende Vakuumpumpe erzeugt wird. Hierbei sind folgende Prozessparameter einzuhalten:For the dynamic chemical production of diamond-like carbon structures, the center of a closed high-pressure reactor system (autoclave) with geometric dimensions in the ratio L / H mod 8.6 to 9.2 (L = length, H = height) and R / H mod 4 to 6 ( R = inner radius) in a volume of 3.0 m 3 an energy source such as 2, 4, 6 tri-nitro-toluene / cyclotrimethylene trinitramine (50/50) with a mass of 0.5 kg with a cylindrical shape. The chemical conversion of the energy source has to take place under conditions of a light vacuum (approx. 2 mm Hg), which is generated by an appropriate vacuum pump. The following process parameters must be observed:
Druckplateau im chemischen Peak: P= 20 bis 30 GpaPressure plateau in the chemical peak: P = 20 to 30 Gpa
Temperaturplateau im chemischen Peak: T > 4.000 KTemperature plateau in the chemical peak: T> 4,000 K.
- Länge des P/T-Plateaus: T < 3 x 10'6 s- Length of the P / T plateau: T <3 x 10 '6 s
Umsetzungsgeschwindigkeit: D > 8,32 x 10 m/s.
Die Initiierung der chemischen Reaktion erfolgt mittels eines elektrisch erzeugten thermischen und dynamischen Impulses (Elektrodetonator).Implementation speed: D> 8.32 x 10 m / s. The chemical reaction is initiated by means of an electrically generated thermal and dynamic pulse (electrode detonator).
Beispiel 1example 1
Unter Einhaltung der oben genannten technologischen Rahmenbedingungen wird bei 4.000 K ein atomarwasserstoffgestütztes Niedertemperaturplasma erzeugt:In compliance with the above-mentioned technological framework conditions, an atomic hydrogen-based low-temperature plasma is generated at 4,000 K:
Teilchenanzahl in cm3: Η > 9,4 x 1017; "O > 4,7 x 1017 Number of particles in cm 3 : Η> 9.4 x 10 17 ; "O> 4.7 x 10 17
Dichte [g/cm3] : 2,3 x 10'5 Density [g / cm 3 ]: 2.3 x 10 '5
- Enthalpie [J/kg]: 3,4 x 104 - enthalpy [J / kg]: 3.4 x 10 4
spezifische Wärme [J/gK]: 32,5.specific heat [J / gK]: 32.5.
Für die unterstützende chemische Formierung kubischer Kohlestoff- Strukturen wird über eine, das Energieträgersystem umgebende Wasservorlage unter Einwirkung der oben angegebenen Prozessparameter (Druck, Temperatur, Zeit) ein Wasserdampfplasma erzeugt. Die Dicke der Wasservorlage entspricht hierbei dreimal dem Durchmesser des zylindrischen Körpers des eingesetzten Energieträgers.For the supporting chemical formation of cubic carbon structures, a water vapor plasma is generated via a water reservoir surrounding the energy carrier system under the influence of the process parameters (pressure, temperature, time) specified above. The thickness of the water reserve corresponds to three times the diameter of the cylindrical body of the energy source used.
Die im Ergebnis dieses Prozesses formierten diamantartigen Kohlenstoffstrukturen zeichnen sich durch folgende Parameter und Charakteristika aus:
Prozess-Output (Prozessausbeute) an erfindungsgemäßen diamantartigen Kohlenstoffstrukturen 10,43 % (bezogen auf die eingesetzte Masse des Energieträgers)The diamond-like carbon structures formed as a result of this process are characterized by the following parameters and characteristics: Process output (process yield) on diamond-like carbon structures according to the invention 10.43% (based on the mass of the energy carrier used)
Reinheit der kubischen Kristallgitter-Phase: 2 θ = 100 % , kein Nachweis röntgenamorpher Phasenanteile (vgl. Fig. 5)Purity of the cubic crystal lattice phase: 2 θ = 100%, no detection of X-ray amorphous phase components (see Fig. 5)
spezifische Oberfläche: 267,85 nr/gspecific surface: 267.85 nr / g
Zeta-Potential: + 10 mVZeta potential: + 10 mV
Oberflächenpolarität: hydrophobSurface polarity: hydrophobic
weitere Parameter entsprechend den Figuren 1 und 2.further parameters corresponding to FIGS. 1 and 2.
Beispiel 2Example 2
Unter Beibehaltung der generellen technologischen Rahmenbedingungen sowie der Bedingungen zur Erzeugung eines atomarwasserstoffgestützten Niedertemperatur-Wasserdampf-Plasmas gemäß Beispiel 1 sind vor der Initiierung der chemischen Umsetzungsreaktion gasXflüssige Trägergemische wie beispielsweise Äthylen/Butan/Propan im Volumenverhältnis 20/40/40 mit einem Druckniveau im Bereich von 0,3 Mpa bis 0,8 Mpa in das Hochdruckreaktorsystem einzubringen oder einzublasen.While maintaining the general technological framework conditions as well as the conditions for generating a low-temperature water vapor plasma supported by atomic hydrogen according to Example 1, gas-liquid carrier mixtures such as, for example, ethylene / butane / propane in a volume ratio of 20/40/40 with a pressure level in the range from before the initiation of the chemical reaction 0.3 Mpa to 0.8 Mpa to be introduced or blown into the high pressure reactor system.
Dadurch ändern sich die Kenn- und Leistungscharakteristika der erzeugten diamantartigen Kohlenstoffstrukturen wie folgt:
Prozess-Output an erfindungsgemäßen Kohlenstoffstrukturen: 12,42 %As a result, the characteristics and performance characteristics of the diamond-like carbon structures produced change as follows: Process output on carbon structures according to the invention: 12.42%
Reinheit der kubischen Kristallgitter-Phase: 100 %Purity of the cubic crystal lattice phase: 100%
spezifische Oberfläche: 298,85 nr/gspecific surface: 298.85 nr / g
Zeta-Potential: +5,6 mVZeta potential: +5.6 mV
Oberflächenpolarität: schwach hydrophobSurface polarity: slightly hydrophobic
Beispiel 3Example 3
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden unter Beibehaltung der oben beschriebenen Bedingungen zur Erzeugung eines atomarwasserstoff- gestützten Niedertemperatur-Wasserdampf-Plasmas vor der Initiierung der chemischen Umsetzungsreaktion flüssige organische Kohlenstoffspendersysteme der aliphatischen Reihe, wie Grenzkohlenwasserstoffe oder ein- oder mehrwertige Alkohole (zum Beispiel Ethylenglycol) in Form einer Ummantelung zwischen zylindrischem Körper des Energieträgers und Wasservorlage in das System eingebracht.According to this exemplary embodiment, liquid organic carbon donor systems of the aliphatic series, such as limiting hydrocarbons or monohydric or polyhydric alcohols (for example ethylene glycol) in the form of a, are maintained while maintaining the above-described conditions for generating a low-temperature water vapor plasma supported by atomic hydrogen before initiating the chemical reaction Jacket inserted between the cylindrical body of the energy source and water reserve in the system.
Die Masse (Mκs) des Kohlenstoffspendersystems ist dabei wie folgt zu ermitteln:The mass (M κs ) of the carbon donor system can be determined as follows:
Mκs = A x M/100-A, [g]
A = % -Anteil des Kohlenstoffspendersystems im Gesamtreaktionssystem und M = Masse Energieträger + Masse Kohlenstoffspender, wobei A (%) in Bereichen von 13,8 bis 15, 1 liegen muss.M κs = A x M / 100-A, [g] A =% of the carbon donor system in the overall reaction system and M = mass of energy source + mass of carbon donor, where A (%) must be in the range from 13.8 to 15.1.
Dieser Verfahrensschritt liefert erfindungsgemäße diamantartige Kohlenstoff- Strukturen mit überwiegend nachstehenden Eigenschaften:This process step provides diamond-like carbon structures according to the invention with predominantly the following properties:
Prozess-Output: 31 ,6 %Process output: 31.6%
Reinheit der kubischen Kristallgitter-Phase: 100 %Purity of the cubic crystal lattice phase: 100%
spezifische Oberfläche: 325,65 m2/gspecific surface area: 325.65 m 2 / g
Zeta-Potential: - 4,5 mVZeta potential: - 4.5 mV
- Oberflächenpolarität: schwach hydrophil.- Surface polarity: weakly hydrophilic.
Beispiel 4Example 4
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden sämtliche Parameter des Beispiels 3 beibehalten und als Kohlenstoffspendersysteme ungesättigte Alkohole (wie beispielsweise Propargylalkohol oder Allylalkohol) bzw. aromatische Verbindungen (wie beispielsweise Benzol, Nitrobenzol oder Acetonitril) eingesetzt. Der dabei einzusetzende Wert von A (% ) muss im Bereich zwischen 12,8 und 17,3 liegen.
Die dadurch zu erzeugenden diamantartigen Kohlenstoffstrukturen weisen folgende Charakteristika auf:In this exemplary embodiment, all parameters of Example 3 are retained and unsaturated alcohols (such as, for example, propargyl alcohol or allyl alcohol) or aromatic compounds (such as, for example, benzene, nitrobenzene or acetonitrile) are used as carbon donor systems. The value of A (%) to be used must be between 12.8 and 17.3. The resulting diamond-like carbon structures have the following characteristics:
Prozess-Output: 52,4 %Process output: 52.4%
Reinheit der kubischen Kristallgitter-Phase: 100 %Purity of the cubic crystal lattice phase: 100%
Zeta-Potential: + 10,0 mVZeta potential: + 10.0 mV
spezifische Oberfläche: 348,50 m2/gspecific surface area: 348.50 m 2 / g
Oberflächenpolarität: stark hydrophil.Surface polarity: highly hydrophilic.
Beispiel 5Example 5
Unter Beibehaltung der generellen technisch-technologischen Parameter wird in der Hochdruckreaktoreinheit in Form einer Ummantelung des zylindrischen Energieträgersystems ein wässriger Slurry aus DLSC-Material (zum Beispiel mit den Technologiestufen der Beispiele 1 bis 4 hergestellt) und 5 bis 8 % Wasser (entionisiert) etabliert. Die Masse des Slurry-Systems hat mindestens dem 1 ,35-fachen der Masse des Energieträgers zu entsprechen. Die hierdurch entstehenden diamantartigen Kohlenstoffstrukturen stellen sich in polykristalliner Form (PK-DLSC) mit typisch gespreizten X-ray-Pattern-Peaks bei (1 1 1 ), (220) und (31 1) dar. Das X-ray- Muster ist in Figur 6 gezeigt.
Die Kristallitgrößen liegen in Bereichen von 5 bis 20 nm und sind über sp3- Hybridisierung entsprechend polykristallisiert. Die somit vorliegenden Poly- kristalle mit einer 100 %-igen Reinheit der kubischen Kristallgitter-Phase bewegen sich in Korngrößenbereichen von etwa 0,5 μm bis 15 μm, wobei ein Medianwert von 3,43 μm sowie Standardabweichungen von weniger als 2,41 μm erreicht werden können. Die Figur 7 zeigt das Korngrößenverteilungsdiagramm. Der Prozess-Output dieses technologischen Verfahrens beträgt ca. 50 % .While maintaining the general technical and technological parameters, an aqueous slurry made of DLSC material (for example manufactured with the technology levels of Examples 1 to 4) and 5 to 8% water (deionized) is established in the high-pressure reactor unit in the form of a casing of the cylindrical energy carrier system. The mass of the slurry system must be at least 1.35 times the mass of the energy source. The resulting diamond-like carbon structures are in polycrystalline form (PK-DLSC) with typically spread X-ray pattern peaks at (1 1 1), (220) and (31 1). The X-ray pattern is in Figure 6 shown. The crystallite sizes are in the range from 5 to 20 nm and are correspondingly polycrystallized via sp 3 hybridization. The polycrystals thus present with a 100% purity of the cubic crystal lattice phase move in grain size ranges from approximately 0.5 μm to 15 μm, a median of 3.43 μm and standard deviations of less than 2.41 μm being achieved can be. FIG. 7 shows the grain size distribution diagram. The process output of this technological process is approximately 50%.
Die folgenden Kenn- und Leistungscharakteristika werden von den diamantartigen Kohlenstoffstrukturen sämtlicher Beispiele 1 bis 5 erreicht:The following characteristics and performance characteristics are achieved by the diamond-like carbon structures of all examples 1 to 5:
Prototyp 1 Prototype 1
hydrophilisierte spezifische Oberflächenparameterhydrophilized specific surface parameters
spezifische Magnetisierbarkeit: (- 0,4) Lambda x 10 "8 nrVkgSpecific magnetizability: (- 0.4) Lambda x 10 "8 nrVkg
spezifischer elektrischer Widerstand: 1 ,6 x 1010 Ohm x mspecific electrical resistance: 1, 6 x 10 10 Ohm xm
freie Energie (Wasserdampfaufnahme): - 973,2 mJ/g x Molfree energy (water vapor absorption): - 973.2 mJ / g x mol
Prototyp 2Prototype 2
hydrophobisierte spezifische Oberflächenparameterhydrophobized specific surface parameters
spezifische Magnetisierbarkeit: (0,36) Lambda x 10 "8 nrVkgSpecific magnetizability: (0.36) Lambda x 10 "8 nrVkg
spezifischer elektrischer Widerstand: 6,6 x 1010 Ohm x mspecific electrical resistance: 6.6 x 10 10 Ohm xm
freie Energie (Wasserdampfaufnahme): - 2,22 mJ/g x Molfree energy (water vapor absorption): - 2.22 mJ / g x mol
Die beschriebenen sogenannten DLSC-Materialien in mono- sowie poly- kristalliner Darstellungsform stellen eine neue Generation von hochstrukturierten Kohlenstoffsystemen dar, deren generelle Kenn- und Leistungscharakteristika der kubischen Kristallgitter-Phase des reinen Diamant entsprechen und darüber hinaus eine Reihe spezifischer, chemischphysikalischer und vor allem dotiert variierbarer Eigenschaften aufweisen. Das vorliegende Material gestattet es somit, aus morphologischer Sicht relevante technische Schnittstellen für den Übergang zu hyperstrukturierten
Kohlenstoffsystemen, insbesondere zu Fulleren, Hyper-Fulleren in Form von Onion-Like-Carbons sowie Nano-Tubes zu realisieren.The so-called DLSC materials described in mono- and polycrystalline form represent a new generation of highly structured carbon systems, the general characteristics and performance characteristics of which correspond to the cubic crystal lattice phase of pure diamond and, moreover, a number of specific, chemical-physical and, above all, doped have variable properties. The present material thus allows relevant technical interfaces for the transition to hyperstructured from a morphological point of view Realize carbon systems, in particular to fullerene, hyper-fullerene in the form of onion-like carbons and nano-tubes.
Unter additiver Einbringung der oben genannten und vorliegend dargestellten Eigenschaften ist das Material sowohl in eigenständiger Form als auch im Verbund mit anderen Werkstoffen (Composites) vorteilhaft gegenüber bekannten Stoffen sowie konventionellen Substanzen, vor allem für die im folgenden aufgeführten Applikationsfelder einsetzbar:With the addition of the above-mentioned and present properties, the material can be used both in its own form and in combination with other materials (composites), compared to known substances and conventional substances, especially for the application fields listed below:
Abrasive und tribologische Systeme für Nano-High-Finishing von hochvergüteten WerkstoffoberflächenAbrasive and tribological systems for nano-high finishing of highly tempered material surfaces
- Transfer- und Isolationssysteme- Transfer and isolation systems
Ingenieur-CompositeEngineering composite
BeschichtungssystemeCoating systems
ausgewählte bio- und gentechnische Werkstoffe.selected bio and genetic engineering materials.
Für die Oberflächenbehandlung von harten und superharten Werkstoffen sind die DLSC in speziell dafür ausgelegte Trägermedien einzugeben. Dies wird anhand der folgenden Beispiele exemplarisch erläutert:For the surface treatment of hard and super-hard materials, the DLSC must be entered in specially designed carrier media. This is illustrated using the following examples:
Beispiel 1example 1
Wässrige Suspensionen von Sprays auf der Basis kationischer kurzkettiger Suspendierhilfsmittel (Dispergier- und Stabilisierungssysteme) mit Polyrisationsgraden von ca. 100 bis 5.000.
(1) Suspension: DLSC - S/0,n ,nAqueous suspensions of sprays based on cationic short-chain suspending aids (dispersion and stabilization systems) with degrees of polymerization from approx. 100 to 5,000. (1) Suspension: DLSC - S / 0, n, n
Inhaltsstoffe:Ingredients:
•.DLSC, monokristallin, Korngrößenklassierung 0,n. . ,n . -. 0, 1 - 25,0 %• .DLSC, monocrystalline, grain size classification 0, n. . , n. -. 0.1 - 25.0%
• Poly-Dimethydiallylammoniumchlorid Natriumpolyacrylat• Poly-dimethydiallylammonium chloride sodium polyacrylate
Chitosan 1 ,0 - 8,0 %Chitosan 1, 0 - 8.0%
• Destilliertes Wasser : % - Restanteil• Distilled water:% - residual
• PH -Wert 4 - 12• PH value 4 - 12
(2) Suspension: DLSC - S I / 0,n n(2) Suspension: DLSC - S I / 0, n n
Inhaltsstoffe:Ingredients:
• DLSC, polykristallin, Korngrößenklassierung 0,n. 0, 1 - 10,0 %• DLSC, polycrystalline, grain size classification 0, n. 0.1 - 10.0%
• Poly-Dimethyldiallylammoniunichlorid 2,0 4,0 %Poly-dimethyldiallyl ammonium dichloride 2.0 4.0%
• Destilliertes Wasser % - Restanteil• Distilled water% - remaining portion
• PH-Wert 4-12• pH 4-12
(3) Spray: DLSC - Sp / 0,n n(3) Spray: DLSC - Sp / 0, n n
Inhaltsstoffe: - wie (1) -Ingredients: - like (1) -
Träger- / Treibmittel: Polyglykol, Propan, ButanCarrier / blowing agent: polyglycol, propane, butane
(4) Spray: DLSC - Spl / O.n n Inhaltsstoffe: -wie (2) -(4) Spray: DLSC - Spl / O.n n Ingredients: -like (2) -
Träger- / Treibmittel: - wie (3) -Carrier / blowing agent: - as (3) -
(5) Slurry: DLSC - PRM/0,n n(5) Slurry: DLSC - PRM / 0, n n
Inhaltsstoffe:Ingredients:
• Komposit Graphit-Kohlenstoff/DSC (70/30) 0, 1 - 20 %• composite graphite-carbon / DSC (70/30) 0.1-20%
• Poly- Dimethyldiallylammoniumchlorid 1 ,0 - 8,0 %Poly-dimethyldiallylammonium chloride 1, 0 - 8.0%
• Destilliertes Wasser % -Restanteil »PH-Wert 4- 12
(6) Slurry: DLSC - SL/ 0,nl nl / 0,n2 n2• Distilled water% residual »pH 4-12 (6) Slurry: DLSC - SL / 0, nl nl / 0, n2 n2
Inhaltsstoffe:Ingredients:
• DLSC, monokristallin, Körungsklassen 0,nl nl 0, 1-15 %• DLSC, monocrystalline, grades 0, nl nl 0, 1-15%
• Industriediamant, monokristallin, Körnungsklassen 0,n2. .n2 0,05 - 2,0%• Industrial diamond, monocrystalline, grit classes 0, n2. .n2 0.05 - 2.0%
• Destilliertes Wasser % -Restanteil• Distilled water% residual
• PH - Wert 4-12• pH 4-12
Beispiel 2Example 2
DLSC - Emulsion auf der Basis wasserlöslicher organischer VerbindungenDLSC - emulsion based on water-soluble organic compounds
(1) Emulsion: DLSC - E / 0,n n(1) Emulsion: DLSC - E / 0, n n
Inhaltsstoffe: • DLSC, monokristallin, Körnungsklassen 0,n. 1 .0 - 8,0 %Ingredients: • DLSC, monocrystalline, grit classes 0, n. 1 .0 - 8.0%
• Silikonöl AK 230 6,0 %• silicone oil AK 230 6.0%
• Hoechstwachs S 5,0 %• Maximum wax S 5.0%
• Olein 0,7 %Olein 0.7%
• Testbenzin 20,0 % • Diethlylaininoethanol« 1 ,3 %• White spirit 20.0% • Diethlylaininoethanol « 1, 3%
• Ethylenglykol 5,0 %• ethylene glycol 5.0%
• Destilliertes Wasser % - Restanteil• Distilled water% - remaining portion
(2) Emulsion: DLSC - EI / 0,n n(2) Emulsion: DLSC - EI / 0, n n
Inhaltsstoffe:Ingredients:
• DLSC, polykristallin, Körnungsklassen 0,n....n 0,5 - 6,0 % - wie (1)• DLSC, polycrystalline, grit classes 0, n .... n 0.5 - 6.0% - like (1)
Beispiel 3Example 3
DLSC - Pasten /wachse auf vier Basis wasserlöslicher organischer VerbindungenDLSC - pastes / waxes based on four water-soluble organic compounds
(1) Paste: DLSC - P / 0,n ....n Inhaltsstoffe:(1) Paste: DLSC - P / 0, n .... n Ingredients:
• DLSC, monokristallin, Körungsklassen O.n. , ,n 4,0 -12 %• DLSC, monocrystalline, grades O.n. ,, n 4.0 -12%
• Hoechstwachs KSL 5,0 %• Maximum wax KSL 5.0%
• Stearinsäure, technisch 4,0 %• stearic acid, technically 4.0%
• Petroleum 10,0 % • Zitronensäure 5.0 %• petroleum 10.0% • citric acid 5.0%
• Kaliumhydoxid (86 %) 6.0 %Potassium hydroxide (86%) 6.0%
• Destilliertes Wasser % - Restanteil
(2) Paste: DLSC - P I /0,n n• Distilled water% - remaining portion (2) Paste: DLSC - PI / 0, nn
Inhaltssoffe:Ingredients:
• DLSC, polykristallin, KörnungskJassen 0,n. .. ,n ,0 - 10 %• DLSC, polycrystalline, grit classes 0, n. .., n, 0 - 10%
• - wie (1)• - like (1)
Der Kundennutzen für verschiedene Anwendungsgebiete relativ zum besten Stand der Technik ist im folgenden dargestellt:The customer benefit for different areas of application relative to the best state of the art is shown below:
Wärmeleitsysteme als Folien, Kleber, Vergussmassen, Pasten, Lote, TapesThermal management systems as foils, adhesives, potting compounds, pastes, solders, tapes
gravierende Erhöhung der Chemikalienstabilität sowie der Festigkeit gegenüber gasförmigen und flüssigen aggressiven Medienserious increase in chemical stability and strength against gaseous and liquid aggressive media
Abrasive und Tribologische Systeme als Suspensionen, Emulsionen, Wachse, Sprays, Trockenmittel ...Abrasive and tribological systems as suspensions, emulsions, waxes, sprays, desiccants ...
Ingenieurkeramiken, Ingenieurpolymere, Tapes, Beschichtungen, Nano- Composites ... Engineering ceramics, engineering polymers, tapes, coatings, nano composites ...
Oberflächenbeschichtungen als Pulver-, Galvanische-, oder PolymerbeschichtungenSurface coatings as powder, galvanic, or polymer coatings