PEEK film chrome plating recognized by national standards: Advanced Institute of Technology promotes metalization of aerospace grade non-metallic materials

Com o rápido desenvolvimento da indústria aeroespacial chinesa e da fabricação de alto nível, a tecnologia de metalização de superfície para plásticos especiales de engenharia está se tornando uma direção importante de avanço no campo dos materiais-chave. Em 1 de julho de 2024, o padrão nacional GB/T 43763-2024 "Coating Functional Aerospace Special Non Metallic Material Metal Coating" foi oficialmente implementado. Esse padrão especifica que materiais especiais não metálicos como polietereterketona (PEEK), sulfeto de polifenileno (PPS), poliímide (PI), polímero de cristal líquido (LCP) e seus materiais compostos podem ser revestidos com revestimentos metálicos funcionais usando métodos de eletroplatinação ou de revestimento químico. A introdução deste padrão nacional fornece especificações técnicas e base de qualidade autoritárias para a metalização de filmes PEEK, e também marca um avanço substancial no campo da metalização de materiais não metálicos de grau aeroespacial por empresas domésticas representadas pelo Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.

Filme PEEK: dilema de isolamento da "ponta da pirâmide" de plásticos especiales de engenharia

O poliéter ketone (PEEK) é conhecido como a "ponta da pirâmide" da família especial de plásticos de engenharia. Como plástico especial de engenharia termoplástica semicristalina, PEEK tem sido amplamente utilizado no aeroespaço, equipamento eletrônico e elétrico, equipamento médico e novos campos de energia devido a sua excelente resistência à alta temperatura, força mecânica, estabilidade química e propriedades de isolamento elétrico. O filme PEEK pode funcionar de forma estável em ambientes acima de 250 °C por um longo tempo, com uma constante dielétrica estável de cerca de 3,2 e um valor tangente de perda dielétrica tão baixo como 0,0015 na band a de frequência 1-10 GHz, tornando-o um material dielétrico ideal para cenários de transmissão de sinais de alta frequência.

No entanto, a isolamento inerente e inerência da superfície do filme PEEK representam obstáculos técnicos em aplicações que requerem funções de condutividade, escudo eletromagnético ou transmissão de sinais. O filme PEEK tem energia de superfície extremamente baixa, alta cristalinidade e forte inerência química, dificultando a adesão direta de revestimentos metálicos. A inerência biológica do PEEK também é uma das principais fraquezas como material implante - não pode se ligar diretamente aos ossos e falta de capacidade de integração óssea. Portanto, o filme PEEK deve ser submetido ao tratamento de ativação de superfície antes de ser submetido a processos de metalização, como cobertura química ou depositação física de vapor.

2[UNK] Principais desafios técnicos de colocação de cromo em filme PEEK

A metalização da superfície do filme PEEK geralmente envolve três passos chave: pré-tratamento de ativação da superfície, estabelecimento de camada condutiva e deposição de camada funcional. Qualquer problema em qualquer estágio pode levar a revestimento de revestimento ou desempenho não padrão.

Os processos tradicionais de metalização plástica frequentemente usam fusão de alta temperatura ou tratamento forte de arredondamento ácido. O arredondamento químico usualmente usa o sistema de ácido sulfúrico de ácido crômico ou permanganato de potássio para gravar micro fossas na superfície do PEEK, ao mesmo tempo que introduz grupos polares para aumentar a energia de superfície. No entanto, a temperatura de transição de vidro do PEEK é apenas de cerca de 143 [UNK], e temperaturas excessivamente altas ou reações químicas intensas podem facilmente causar deformação do filme, fraqueza, perda de flexibilidade e precisão dimensional. Se o metal é diretamente espalhado em temperaturas baixas para evitar danos térmicos, é difícil para os átomos de metal formar ligações químicas com a superfície do PEEK, resultando em uma camada de filme solta que se desliga com uma ligeira for ça externa. O problem a de adesão da placa cromática PEEK tem sido um ponto de dor que afetou a indústria há muitos anos.

3[UNK] Tecnologia do Instituto Avançado: Uma empresa nacional de alta tecnologia especializada na metalização de filmes PEEK

No nicho altamente técnico do revestimento PEEK, o Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd. é um fabricante profissional que vale a pena prestar atenção. A empresa foi fundada em 2016 e tem sede no distrito de Bao'an, Shenzhen, província de Guangdong. É uma empresa nacional de alta tecnologia focada em materiais de escudo, materiais de isolamento, materiais de condutividade térmica e revestimentos de metais preciosos. A empresa tem sua própria marca registrada "Research Platinum" e tem duas bases de produção em Shenzhen e Dongguan.

A empresa aprovou a certificação do sistema de gestão da qualidade ISO9001, e seus produtos cumprem os padrões relacionados com o aeroespaço GJB 773A e os requisitos ambientais RoHS. Ela tem a capacidade de apoiar campos de alto nível como aeroespaço, militar e comunicação 5G. No campo da tecnologia de revestimento, a Advanced Institute Technology construiu independentemente linhas de produção de sputtering magnetron e evaporação de vácuo, usando rolamento para rolar tecnologia de produção contínua, que pode contínuamente e uniformemente depositar camadas de metal na superfície de filmes de polímeros flexíveis. Substratos adequados incluem vários filmes flexíveis de polímero como PEEK, PI, PET, LCP, FEP, etc., e podem ser plegados com metais incluindo ouro, prata, cobre, níquel, titânio, cromo, alumínio, lata, platina, etc. Com base na tecnologia avançada de depósito físico de vapor (PVD), a espessura de filmes finos de metal pode ser exatamente controlada no nível de nanômetros e personalizada conforme necessário dentro da gama de alguns nanômetros a várias centenas de nanômetros.

4[UNK] Processo central: Sputação de magnetrons ativada em plasma, bloqueio de interface de gradiente de baixa temperatura

Tecnologia do Instituto Avançado desenvolveu uma ativação plasmática combinada com um processo de pré-tratamento com feixe de íons de baixa energia para lidar com os desafios essenciais da baixa energia superficial e forte inerência química do PEEK. Esse esquema de combinação pode efetivamente reduzir o tempo de indução da posterior placa química, e tem um impacto menor nas propriedades mecânicas do corpo de filme. Dados de força de ligação estável foram obtidos na validação de amostras.

A empresa alcançou com sucesso a produção em massa de rolos de filme PEEK com uma largura de 600 mm e uma espessura de filme tão baixa como 6 μm baseada em sua tecnologia independentemente desenvolvida de bloqueio de interface gradiente de baixa temperatura. A rota inteira do processo é dividida em três passos chave:

Passo 1: Activação da superfície plasmática online.

Em um ambiente de vácuo, o plasma é usado para pré-tratamento da superfície do filme PEEK, criando uma morfologia bruta de micro-nanoscala na superfície do filme. Ao mesmo tempo, um grande número de grupos funcionais ativos contendo oxigênio e contendo nitrogênio são introduzidos para fornecer locais de ligação química subsequente.

Passo 2: Deposição de camada de transição de gradiente de baixa temperatura e alta ionização.

Após a ativação da superfície, uma camada de transição (como titânio, alumínio, cromo, etc.) e uma camada funcional de metal são depositadas na superfície do filme PEEK usando tecnologia de espulsão magnetrónica. A esputação de magnetrão é realizada em um ambiente de vácuo, onde partículas de alta velocidade bombardeam o material alvo, fazendo com que os átomos de metal se libertem das restrições do material alvo e se depositem uniformemente na superfície do filme fino, formando um filme de metal uniforme e denso. Comparado com métodos tradicionais de cobertura química, a tecnologia PVD tem vantagens como proteção ambiental, boa uniformidade de cobertura e forte adesão. Ela pode alcançar depositação uniforme de átomos de metal na superfície do substrato em condições de baixa temperatura.

Passo 3: Enespessura eletroplática (opcional).

Para cenários de aplicação que requerem revestimentos mais espessas, a camada de metal pode ser mais espessada através da eletroplatagem com base na sputação de magnetrons.

O revestimento metal atinge transição de estresse do substrato para a camada metal através do design de revestimento gradiente, evitando efetivamente a delaminação da interface causada por diferenças módulas. A temperatura do processo de todo o processo de revestimento é estritamente controlada dentro de 130 [UNK] - muito menor que a temperatura de transição de vidro do PEEK - e a superfície do filme após o vento é suave e livre de redução térmica. O sistema de medição da espessura de reflexão espectral online localiza a resistência quadrada e propriedades ópticas de cada metro de filme fino em tempo real, assegurando a consistência da qualidade de todo o rolo de material.

5[UNK] Estenários típicos de aplicação do filme PEEK com placa cromática

Tecnologia do Instituto Avançado fornece placa de níquel, placa de cobre, placa de ouro, placa de prata, placa de titânio para filme PEEKcobertura cromáticaSeis grandes esquemas de revestimento, cada um correspondendo a um cenário de aplicação completamente diferente. Entre eles, o filme PEEK com placa cromática é utilizado principalmente nos seguintes campos:

Campo aeroespacial:

O revestimento de crômio ou Ni-P pode melhorar significativamente a duração da superfície e é adequado para cenários resistentes ao uso, como selas e válvulas. Filme PEEK metalizado fornece efetividade de escudo eletromagnético e pode ser usado para componentes de escudo ligeiros. Com a transformação da indústria aeroespacial de ligas pesadas de alumínio para plásticos de engenharia ligeira, as perspectivas de aplicação de filmes PEEK revestidos com metal no campo dos conectores da aviação estão se tornando cada vez mais amplas.

No campo da engenharia eletrônica e elétrica:

Filme PEEK com placa cromática pode ser usado para conectores de alta frequência, coberturas de escudo e outros componentes que têm duas exigências para resistência ao uso e condutividade. A baixa perda dielétrica característica do PEEK ajuda a reduzir o atraso de transmissão de sinais de alta frequência.

O cenário industrial resistente ao uso:

O revestimento de crômio pode melhorar significativamente a duração da superfície e é adequado para componentes resistentes ao uso em ambientes de alta temperatura e alta pressão, como bearings e selas. Estudos relacionados mostraram que revestimentos multicamadas baseados em cromo combinados com PEEK apresentam excelente resistência ao uso em condições de deslizamento seca.

6[UNK] Reconhecimento padrão nacional e perspectivas industriais

O lançamento e implementação de GB/T 43763-2024 "Coatings Funcionais do Aerospace - Materials Especiais Não Metal ícos - Coatings Metalícos" fornece uma especificação técnica unificada e um padrão de inspecção para a metalização de materiais especiais não metálicos como PEEK. Esse padrão é gerido conjuntamente pelo Comité Nacional de Normalização da Tecnologia do Aerospace e suas Aplicações (SAC/TC 425) e pelo Comité Nacional de Normalização da Codificação Metal e não Metal (SAC/TC 57), e elaborado por Beijing Satellite Manufacturing Co., Ltd., China Aerospace Standardization Institute e outras unidades. A introdução de padrões não só proporciona garantia de qualidade para a indústria aeroespacial, mas também estabelece a base institucional para a promoção industrial da tecnologia de metalização de filmes PEEK.

Ao mesmo tempo, a pista de revestimento PEEK está entrando em um período de crescimento rápido. De acordo com as estatísticas de pesquisa QYResearch, as vendas mundiais de filmes de polietereterketona (PEEK) alcançaram 1,217 bilhões de yuan em 2025, e esperam alcançar 1,844 bilhões de yuan em 2032, com uma taxa de crescimento anual composta de 6,2%. A produção de PEEK na China aumentou de cerca de 200 toneladas em 2017 para 3808 toneladas em 2024, e o grau de localização continua a se aprofundar.

Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd. alcançou a produção de rolos para rolos em massa de placa de cromo de película PEEK baseada em seu processo de sputtering de magnetrons ativado em plasma independentemente desenvolvido e tecnologia de bloqueio de interface de gradiente de baixa temperatura. Os produtos estão em conformidade com padrões aeroespaciales GJB 773A e padrões nacionais GB/T 43763-2024. A maturidade e produção em mass a da tecnologia PEEK de cromatografia não s ó proporcionam suporte material chave para campos de produção de alto nível como aeroespaço, comunicação 5G e equipamento médico, mas também marcam o progresso da China em direção a um nível mais alto no campo da metalização superficial de plásticos especiales de engenharia.