सामान्य सिलिकॉन स्वतःच अँटी-स्थिर नाही. याउलट, हे एक चांगले इन्सुलेटर आहे आणि स्थिर वीज निर्माण आणि जमा करण्यास प्रवण आहे.तथापि, विशेष फेरफार तंत्रांद्वारे सिलिकॉनला स्थिर किंवा प्रवाहकीय गुणधर्मविरोधी-संपन्न केले जाऊ शकते.
1. सामान्य सिलिकॉन अँटी-स्थिर का नाही?
रासायनिक रचना गुणधर्म निर्धारित करते: सिलिका जेलची मुख्य साखळी एक स्थिर रचना आहे जी पर्यायी सिलिकॉन (Si) आणि ऑक्सिजन (O) अणूंनी बनलेली असते, तर बाजूच्या साखळी सामान्यत: निष्क्रिय मिथाइल गट (-CH₃) किंवा विनाइल गट (-CH=CH₂) असतात. ही आण्विक रचना अतिशय स्थिर आहे आणि त्यात मुक्तपणे जंगम इलेक्ट्रॉन किंवा आयन नाहीत.
उच्च प्रतिरोधकता: चार्ज वाहकांच्या अनुपस्थितीमुळे शुद्ध सिलिका जेलची घनता प्रतिरोधकता अत्यंत उच्च असते, विशेषत: 10¹² ते 10¹⁵ Ω·cm पर्यंत असते. ही संख्या सूचित करते की ते जवळजवळ कोणतीही वीज घेत नाही आणि एक उत्कृष्ट इन्सुलेट सामग्री आहे.
स्थिर वीज जमा होण्याचा धोका: त्याच्या उत्कृष्ट इन्सुलेशन गुणधर्मामुळे, जेव्हा सिलिकॉन उत्पादने प्लास्टिक किंवा फॅब्रिकसारख्या इतर सामग्रीच्या संपर्कात येतात किंवा त्यांच्याशी विभक्त होतात, तेव्हा व्युत्पन्न केलेले शुल्क स्वतःहून बाहेर काढता येत नाही आणि पृष्ठभागावर जमा होऊन स्थिर वीज बनते. काही अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये हे खूप धोकादायक आहे.
२. स्थिर/वाहक गुणधर्म असलेले सिलिकॉन कसे बनवायचे?
स्थिर विजेसाठी संवेदनशील वातावरणात सिलिकॉनचा वापर करण्यास सक्षम करण्यासाठी, भौतिक सुधारणा पद्धतींद्वारे चार्ज हालचालीसाठी चॅनेल तयार करणे आवश्यक आहे.
मुख्य पद्धती खालीलप्रमाणे आहेत:
अ) प्रवाहकीय फिलर जोडणे (सर्वात मुख्य प्रवाहात आणि प्रभावी पद्धत) :
सिलिका जेल मॅट्रिक्समध्ये विशिष्ट प्रमाणात प्रवाहकीय पदार्थ एकसमान मिसळून एक प्रवाहकीय नेटवर्क तयार करा.
कार्बन-आधारित फिलर: जसे की कार्बन ब्लॅक, कार्बन नॅनोट्यूब (CNTs), ग्राफीन. कार्बन ब्लॅक हा सर्वात सामान्यपणे वापरला जाणारा आणि किफायतशीर-पर्याय आहे, ज्याला अँटी-स्थिर ते प्रवाहकीय अशा विविध श्रेणींमध्ये तयार केले जाऊ शकते. दोष असा आहे की तो सहसा फक्त काळा बनविला जातो. मेटल फिलर्स: जसे की चांदीची पावडर (Ag), चांदी-कोटेड कॉपर पावडर, निकेल पावडर, इ. मेटल फिलर्समध्ये उत्कृष्ट विद्युत चालकता असते, परंतु ते खूप महाग असतात आणि सामान्यतः अत्यंत उच्च इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंग (EMI) आवश्यकता असलेल्या फील्डमध्ये वापरले जातात.
पृष्ठभाग कोटिंग: सिलिकॉन उत्पादनांच्या पृष्ठभागावर निकेल प्लेटिंग, गोल्ड प्लेटिंग आणि इतर उपचार केले जातात ज्यामुळे त्यांना धातूचा प्रवाहकीय थर दिला जातो. ही पद्धत महाग आहे आणि कोटिंग सोलण्याचा धोका आहे.
ब) कायमस्वरूपी अँटिस्टॅटिक एजंट जोडा (आयनिक प्रकार)
सिलिका जेलमध्ये विशेष आयनिक अँटीस्टॅटिक एजंट मिसळा. हे पदार्थ उत्पादनांच्या पृष्ठभागावर स्थलांतरित होतील, हवेतील ओलावा शोषून घेतील आणि पाण्याची पातळ फिल्म तयार करतील. पाण्याचे रेणू आयनांमध्ये आयनीकरण करू शकतात, ज्यामुळे ओलावा शोषून आणि वहन करण्याच्या यंत्रणेद्वारे स्थिर वीज नष्ट होते.
फायदे: ते विविध रंगांमध्ये मिसळले जाऊ शकते (कार्बन ब्लॅकच्या विपरीत जे फक्त काळा असू शकते), आणि मूळ सामग्रीच्या मूळ यांत्रिक गुणधर्मांवर तुलनेने कमी प्रभाव पडतो. गैरसोय: अँटिस्टॅटिक प्रभाव पर्यावरणीय आर्द्रतेवर अवलंबून असतो. हिवाळ्यात उत्तरेकडील घरासारख्या कोरड्या वातावरणात प्रभाव मोठ्या प्रमाणात कमी होईल.