Materiaalien sähköiset ominaisuudet - tutkimuksen ja kehityksen painopistealueita. Jani Pelto VTT



Samankaltaiset tiedostot
Nanoteknologiat Suomessa: hyödyt ja turvallisuusnäkökulma

Nanomateriaalit jätteissä. Hanna-Kaisa Koponen Teknologiakeskus KETEK Oy

Katsaus kehitystarpeisiin ja mahdollisuuksiin. STAHA Materiaalityöryhmä Hannu Salmela

Nanoteknologian tulevaisuuden näkymistä. Erja Turunen Vice President, Applied Materials

YHTEENVETO STAHA-SEMINAARISTA POHTOssa


Työpaikkojen haasteet; altistumisen arviointi ja riskinhallinta

Epäorgaaniset kuidut

Termoplastiset polyesterit: Polyeteenitereftelaatti

Teknologiat yrityksille muovin hyödyntämiseen

Nanomateriaalien vaikutus tulevaisuuden jätteenkäsittelyyn ja materiaalikierrätykseen. Niina Nieminen Teknologiakeskus KETEK Oy

Nanotäyteaineet kumissa

KESKI-SUOMI KOHTI KIERTOTALOUTTA 2018

LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA

TopA Hub laiteverkosto

Komposiittien tutkimustoiminta ja tuotekehityspalvelut Suomessa. Rasmus Pinomaa, Muoviteollisuus ry Lujitemuovipäivät

Staattisen sähkön hallinta sairaalaympäristöissä. HT-sairaala -tutkimushankkeen loppuseminaari Hannu Salmela, Tapio Kalliohaka, VTT

TransEco-tutkimusohjelma Showdown. Katsaus ohjelman tärkeimpiin tuloksiin ja vaikuttavuuteen

High-tech sairaala Korkean hygienian hallinta sairaaloissa Loppuraportti. Päätösseminaari Salme Nurmi, VTT

Mitä tiedetään nanomateriaalien terveysvaikutuksista. Harri Alenius, Tutkimusprofessori Nanoturvallisuuskeskuksen varajohtaja

Sairaalajalkineet ja niiden puhdistettavuuden kehittäminen

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian tekniikan lukujärjestys SYKSY 2012

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus

SmartChemistryPark. Linda Fröberg-Niemi Turku Science Park Oy

Nanotieteestä nanoteknologiaan

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

Kehittyneet polttoainekierrot UUDET EROTUSTEKNIIKAT

Vuodesta Tynnyri- ja konttipumput Tiivisteettömät keskipakopumput

Vapaataontapuristimien puristusvoima on 80/100, 55 ja 20 meganewtonia. Niillä voidaan takoa jopa 160 tonnin painoisia kappaleita.

BUDERUS EDELSTAHL. Buderus Edelstahl GmbH l P.O l D Wetzlar

Pehmeä magneettiset materiaalit

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

2. esitelmä Mitä nanoteknologia on?

Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi

Stormwater filtration unit

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY NAB LABS OY

EU FP7 projekti NanoDevice

OSKE tänään miten huomenna? OSKE-vaikuttajapäivä Mauno Koivisto keskus Turku Science Park. Top Analytica Oy Ab OSKE -ohjelmien kasvatti

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist

Tie biotalouteen - VTT kehittää uusia elinkeinoelämän biotalousinnovaatioita. Lehdistötilaisuus Kristiina Kruus, tutkimusprofessori VTT

Pohjajarven vuosilustoisten sedimenttien paleomagneettinen tutkimus: Paleosekulaarivaihtelu Suomessa viimeisten 3200 vuoden aikana

Opas vaarallisten nesteiden vuodontorjuntaan:

Nanopinnoitetutkimus Suomessa - päivän teemaan sopivia poimintoja

VTT Expert Services Oy. Liikevaihto 22 MEUR Henkilöstö 160 Asiakkaita 2500 Osa VTT Groupia. Click to edit Master title style

RADLAB VTT:n Ydinturvallisuustalon valmiudet ydinjätetutkimuksessa

BETONILATTIOIDEN MAALAUS JA PINNOITUS

Metallien 3D-tulostus uudet liiketoimintamahdollisuudet

Biomassasta aktiivihiileksi - biohiilen aktivointimenetelmistä ja sovelluksista

TIIVISTELMÄRAPORTTI (SUMMARY REPORT) Materiaalien sähköisten ja magneettisten parametrien räätälöinti RF- taajuusalueella.

Luonnonkuidusta lujitteeksi. Kumi-instituutin ja TTY:n Luomaprojektin kevätseminaari Päivi Lehtiniemi,TTY

Esimerkkejä ruiskuvalukappaleista

Millainen on hyvä sisältöansainnan kehityshanke? Heikki Nurmi Tekesin aamiaisseminaari

ABSOWIDE- Laajakaistainen ultrakevyt RF- taajuusalueen absorptioratkaisu

Leikkaussalien. mikrobimittaukset. Sairaalatekniikan päivät Tampere Aleksanteri Setälä

Teollisuusimurit. Tuotenro Manuaalinen suodattimen ravistin. Hyväksytty ATEX 22 luokan haitallisille aineille

Polystyreeni on aromaattinen polymeeri, jota valmistetaan aromaattisesta styreenimonomeerista

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen?

sovellutuksia Analyyttisen kemian ja bioanalytiikan laboratorio, CEMIS-Oulu FT Pekka Kilpeläinen, 29. helmikuuta 2012

12129 Mixed Penetration Seal BARRA Flame DMA/DMK palokatkojen ja palotiivisteiden akustinen arvio

Alternative DEA Models

Muovit kiertoon! Maija Pohjakallio,

EPMAn tarjoamat analyysimahdollisuudet

Nanoturvallisuus ja Työterveyslaitoksen Nanoturvallisuuskeskuksen toiminta Kai Savolainen, Roundtable-tilaisuus,

Lentotuhkapohjaiset Ecofax-tuotteet betonin valmistajille

Sisältö. Haaste... sähkömagneettinen häiriö 4. Ratkaisu... sähköä johtavat polymeeriset komposiitit 6. Vertailu vaihtoehtoisiin ratkaisuihin 9

Säilörehunurmen sadon määrän kaukokartoitus

Matalaemissiivinen ja tutkasäteitä absorboiva hybridimaali- HYBRIDPAINT. MATINE vuosiseminaari Pertti Lintunen, VTT

Lääkeainejäämät biokaasulaitosten lopputuotteissa. Marja Lehto, MTT

RAIN RAKENTAMISEN INTEGRAATIOKYVYKKYYS

ELEMET- MOCASTRO. Effect of grain size on A 3 temperatures in C-Mn and low alloyed steels - Gleeble tests and predictions. Period

DIARC-pintakäsittelyillä uusia ominaisuuksia tuotteisiin

Case: Ydinvoimalan käyttöautomaation allianssi

Koksin laatuun vaikuttaneet tekijät Ruukki Metalsin koksaamolla vuosina

Nanotäyteaineiden sekoittamisen haasteet ja ongelmat Kumi-instituutin keväseminaari

Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä

Kokonaisvaltainen toksisuusarviointi: Elintarvikkeet ja elintarvikekontaktimateriaalit

Dislokaatiot - pikauusinta

M1 luokitellut tuotteet

Spektroskooppiset menetelmät kiviaineksen laadun tutkimisessa. Lasse Kangas Aalto-yliopisto Yhdyskunta- ja ympäristötekniikka

Jätteestä ekokaivokseksi. Kemian Päivät Jutta Laine-Ylijoki VTT

YMPÄRISTÖTOHTORIKOULU JA VIHREÄ KEMIA

Polarputki kumppanina takaa korkean laadun pyöröteräsvalinnoissa Polarputki on toimittanut pyöröteräksiä suomalaisille

*Tarkoituksena on tuoda esille, että kemia on osa arkipäiväämme siksi opiskeltavat asiat kytketään tuttuihin käytännön tilanteisiin

Innovation Thursday Helsinki Pirjo Rinnepelto

Betonilaborantti- ja myllärikurssi, Helsinki Risto Mannonen/Kim Johansson

Suomen mobiiliklusterin kansainväliset mahdollisuudet ja haasteet

Laatukauran tuotanto ja siitä syntyvän kasvimassan hyötykäyttö termomekaanisen prosessin avulla (Laatukaura)

SUOJAVYÖHYKEILMANVAIHTO ESTÄMÄÄN EPÄPUHTAUKSIEN LEVIÄMISTÄ SISÄTILOISSA

METALLITUOTTEIDEN MAALAUS

Rexroth uutuus- ja kampanjatuotteita Liikkuvaan kalustoon

ATOMIHILAT. Määritelmä, hila: Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti.

Kolme lineaaristen polyamidien valmistusmenetelmistä on kaupallisesti merkittäviä:

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

Nanomateriaalit rakennusteollisuudessa

Muovijätteiden ja sivuvirtojen materiaalihyötykäyttö

Elintarviketieteiden kandiohjelma

RFID ja etäanturit sovelluksia ja uutta teknologiaa. Kaarle Jaakkola VTT Technical Research Centre of Finland

Nanohiukkasten tavoitetasot ja mittausstrategia

ICP-OES JA ICP-MS TEKNIIKAT PIENTEN METALLIPITOISUUKSIEN MÄÄRITYKSESSÄ. Matti Niemelä, Oulun yliopisto, kemian laitos

Postanalytiikka ja tulosten tulkinta

Transkriptio:

Materiaalien sähköiset ominaisuudet - tutkimuksen ja kehityksen painopistealueita Jani Pelto VTT

Muovimateriaalit ESD hallintaan 2009 Kaupallisia materiaaleja löytyy kaikille pintajohtavuusalueille Tekniikoita muovimateriaalin sähkönjohtavuuden parantamiseksi alhaisessa ilmakosteudessa IDP ICP CB CF CNT MF MMO OM Inherently Dissipative Polymers Inherently Conductive Polymers Hiilimusta Hiilikuidut (ja grafiitti, exfolioitu grafiitti, grafiittioksidi) Hiilinanoputket ja kuidut (grafeeni) Metallisesti johtavat kuidut sekä pinnoitetut liuskeiset fillerit Puolijohtavat metallioksidit organometallic Zr, Ti 2

Materiaalitekniset haasteet Niukasti materiaaleja tälle alueelle Kuva: Plastics Additives & Compounding September/October 2008 3

ESD muovimateriaalin toivottu ominaisuusprofiili 1. Sopiva hinta 2. Prosessoitavuus paineita pienentää materiaalipaksuuksia, kerrosrakenteet & pinnoitteet, skinning 3. Kontrolloitu ja stabiili f (t,t) pintajohtavuus ESD alueella static dissipative 10 6-10 8 Ωcm conductive 10 1-10 6 Ωcm 4. Puhtaus partikkeliepäpuhtaudet, ioniset epäpuhtaudet, migratoituvat matalan moolimassan orgaaniset yms. vaihtelevat vaatimustasot eri sovellusalueilla (Medical, ATEX, elektroniikan puhdastilat, mobiilit sähkölaitteet, kokoonpanoautomaatio tms.) 5. Mekaaniset ominaisuudet erityisesti iskunkestävyys termoplasteilla 6. Väri, värjättävyys, esteettiset ominaisuudet 4

Löytyykö teknisesti ja taloudellisesti tyydyttävä sähköä johtava lisäaine? Hiilimustaa lukuun ottamatta materiaalin hinta nousee nopeasti kynnyskysymykseksi loppukäyttäjän näkökulmasta Kalliit täyteaineet sopivat kaupallisessa mielessä hyvin kalliiseen matriisiin, mutta huonosti polyeteeniin Rauhallinen perkolaatiokynnys (ICP, IDP) Kuitenkin vaaditaan hyviä teknisiä ominaisuuksia: mm. sitkeyttä, dimensiostabiiliutta ja hyvää prosessoitavuutta pienennä pitoisuutta NANOT KUIDUT, synergistinen vaikutus NANOKUIDUT MONIFAASIRAKENTEET (e-johtavuus) 5

Perkolaation hallinta Pinta-energioiden hallintaa (korostuu kun faasien dimensiot pienenevät nano) Partikkelin-polymeeri vuorovaikutus vs. mekaaniset ominaisuudet Esimerkkinä paljon tutkitut hiilimustapolyolefiini-kompaundit Yoon et al. Carbon, Vol. 42, pp. 1877-79 (2004) 6

Kehityskohteita tulevaisuudessa(kin) Uudentyyppiset ja/tai kustannustehokkaammat täyteaineet ja niille Valmistaja High aspect ratio (nanokuidut) ominaispinta-alaltaan suuremmat ja puolijohtavat, ei-mustat ja puhtaat partikkelitäyteaineet mm. puolijohtavat kuidut Täyteaine-matriisi vuorovaikutuksen hallinta Johtavien täyteainepartikkelien välisen kontaktiresistanssin pienentäminen Materiaaleilla on oltava kierrätettävyyttä Muottitekniikan kehittyminen ruiskuvalussa (?) 7

VTT:n fasiliteetit materiaalikehitykseen (1/2) Mini Spray Dryer Buchi B290 Nano- ja mikropartikkelien pintojen kemiallinen modifiointi, partikkelisynteesi, partikkelien käsittely (agglomerointi ja deagglomerointi) sekä sulaprosessointi Muovituotteeksi 8

VTT:n fasiliteetit (2/2) Kemian laboratorio ja polymeerimateriaalien analytiikkaa SEM, XRD, AFM, FTIR, UV-VIS, DSC, DEA, DMA Ultraääneen ja muun tyyppiseen korkeaenergiseen prosessointiin perustuvia laitteita Jauhemaisten aineiden luokitteluun ja prosessointiin liittyviä laitteita (jauhimia, myllyjä, kuivasekoituslaitteita) Sulasekoituslaitteistoja (mini 5 g semi-pilot 5 kg/h) Ektruusio-, monikerroskalvoektruusio, ruiskuvalu, tasokalvo (arkki)- ja puhalluskalvoprosessit Prosessointi puhdasilmamodulissa Ektruusio ja biaksiaalinen orientointi puhtaassa ilmassa Prosessien puhtaustaso soveltuu mm. korkeajänniteeristeiden tekemiseen (10 µm BOPP-kalvo) Silikaa polyolefiinimatriisissa HV sähköneriste VTT & JyU (TEM) 9

Nanomateriaalien ja muiden pölyävien materiaalien käsittely VTT:llä Esim. pölyävien materiaalien syöttäminen gravimetrisesti sulasekoituslaitteeseen (Berstorff ZE-25 43D) Työhygienisiä mittauksia on tehty semi-pilot koeajoissa (VTT Puhdasilmatekniikat ja tuotantoympäristö) Vakiintuneet työskentelytavat hankalille materiaaleille 10

Nanoparticle handling and safety Exposure to nanoparticles was measured with video exposure monitoring (VEM) technique. VEM equipment (in this case PIMEXPC 2006) combines video picture of the work and simultaneously measured data from the personal monitors (CPC and OPC) Mixing occurred in the fume cupboard and no increase in nanoparticles was observed (upper) During the installation of feeding funnel, slight increase in nanoparticle concentration was observed (lower). The increase was comparable to natural variation of nanoparticle background concentration 11

Yhteenveto Täysin tyydyttävää kaupallista ESD materiaalia ei liene vielä markkinoilla Materiaalikehitysketjun alkulähteiltä voi löytyä nykyistä parempia ratkaisuja ESD:een (uudet nanolisäaineet, kuidut) Suomen tutkimuslaitoksissa ja yrityskentässä on edelleen hyvät fasiliteetit tehdä laadukasta materiaalitutkimusta & -kehitystä 12

VTT luo teknologiasta liiketoimintaa 13