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導電膠的組成與導電原理

來源:  發布時間:2018-07-02   點擊量:348

導電膠的組成:

導電膠主要由樹脂基體、導電粒子和分散添加劑、助劑等組成。目前市場上使用的導電膠大都是填料型。

填料型導電膠的樹脂基體,原則上講,可以采用各種膠勃劑類型的樹脂基體,常用的一般有熱固性膠黏劑如環氧樹脂、有機矽樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系。這些膠黏劑在固化後形成了導電膠的分子骨架結構,提供了力學性能和粘接性能保障,并使導電填料粒子形成通道。由于環氧樹脂可以在室溫或低于150℃固化,并且具有豐富的配方可設計性能,目前環氧樹脂基導電膠占主導地位。

導電膠要求導電粒子本身要有良好的導電性能粒徑要在合适的範圍内,能夠添加到導電膠基體中形成導電通路。導電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導電化合物。

導電膠中另一個重要成分是溶劑。由于導電填料的加入量至少都在50% 以上,所以導電膠的樹脂基體的黏度大幅度增加,常常影響了膠黏劑的工藝性能。為了降低黏度,實現良好的工藝性和流變性,除了選用低黏度的樹脂外,一般需要加入溶劑或者活性稀釋劑,其中活性稀釋劑可以直接作為樹脂基體,反應固化。溶劑或者活性稀釋劑的量雖然不大,但在導電膠中起到重要作用,不但影響導電性,而且還影響固化物的力學性能。常用的溶劑(或稀釋劑)一般應具有較大的分子量,揮發較慢,并且分子結構中應含有極性結構如碳一氧極性鍊段等。溶劑的加入量要控制在一定範圍内,以免影響導電膠膠體的膠接整體性能。 [2]

除樹脂基體、導電填料和稀釋劑外,導電膠其他成分和膠黏劑一樣,還包括交聯劑、偶聯劑、防腐劑、增韌劑和觸變劑等。


導電原理

導電粒子間的相互接觸

形成導電通路,使導電膠具有導電性,膠層中粒子間的穩定接觸是由于導電膠固化或幹燥造成的。導電膠在固化或幹燥前,導電粒子在膠粘劑中是分離存在的,相互間沒有連續接觸,因而處于絕緣狀态。導電膠固化或幹燥後,由于溶劑的揮發和膠粘劑的固化而引起膠粘劑體積的收縮,使導電粒子相互間呈穩定的連續狀态,因而表現出導電性。

隧道效應使粒子間形成一定的電流通路

當導電粒子中的自由電子的定向運動受到阻礙,這種阻礙可視為一種具有一定勢能的勢壘。根據量子力學的概念可知,對于一個微觀粒子來說,即使其能量小于勢壘的能量,它除了有被反射的可能性之外,也有穿過勢壘的可能性,微觀粒子穿過勢壘的現象稱為貫穿效應,也可叫做隧道效應。電子是一種微觀粒子,因而它具有穿過導電粒子間隔離層阻礙的可能性。電子穿過隔離層幾率的大小與隔離層的厚度及隔離層勢壘的能量與電子能量的差值有關,厚度和差值越小,電子穿過隔離層幾率就越大。當隔離層的厚度小到一定值時,電子就很容易穿過這個薄的隔離層,使導電粒子間的隔離層變為導電層。由隧道效應而産生的導電層可用一個電阻和一個電容來等效。


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