導(dǎo)電材料原理
有大量在電場作用下能夠自由移動的帶電粒子,因而能很好地傳導(dǎo)電流的材料。包括導(dǎo)體材料和超導(dǎo)材料。在電工領(lǐng)域,導(dǎo)電材料通常指電阻率為(1.5~10)×10-8歐米的金屬。
其主要功能是傳輸電能和電信號,此外,廣泛用于電磁屏蔽,制造電極、電熱材料、儀器外殼等(當有電磁屏蔽和安全接地要求時)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,其用途尚在不斷增加。
導(dǎo)電材料特性
電工領(lǐng)域使用的導(dǎo)電材料應(yīng)具有高電導(dǎo)率,良好的機械性能、加工性能,耐大氣腐蝕,化學(xué)穩(wěn)定性高,同時還應(yīng)該是資源豐富、價格低廉的。
鋁鍍銀導(dǎo)電橡膠:具有優(yōu)良的屏蔽性能和抗煙霧性能;
鎳包石墨導(dǎo)電橡膠:具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性、耐腐蝕性
銅鍍銀導(dǎo)電橡膠:具有良的導(dǎo)電性;
玻璃鍍銀導(dǎo)電橡膠:具有性價比;
純銀導(dǎo)電橡膠:具有良好的防霉菌性。
導(dǎo)電材料優(yōu)點:
電工領(lǐng)域使用的導(dǎo)電材料應(yīng)具有高電導(dǎo)率,良好的機械性能、加工性能,耐大氣腐蝕,化學(xué)穩(wěn)定性高,同時還應(yīng)該是資源豐富、價格低廉的
導(dǎo)電材料分類
導(dǎo)電材料常用材料
常用的金屬導(dǎo)電材料可分為:金屬元素、合金(銅合金、鋁合金等)、復(fù)合金屬以及不以導(dǎo)電為主要功能的其他特殊用途的導(dǎo)電材料4類:
①金屬元素 ②合金 ③復(fù)合金屬 ④特殊功能導(dǎo)電材料
主要性能 :導(dǎo)電材料的電特性主要用電阻率表征。影響電阻率的因素有溫度、雜質(zhì)含量、冷變形、熱處理等。溫度的影響常以導(dǎo)電材料電阻率的溫度系數(shù)表示。除接近熔點和超低溫以外,在一般溫度范圍,電阻率隨溫度變化呈線性關(guān)系[1]
導(dǎo)電材料復(fù)合材料
復(fù)合型高分子導(dǎo)電材料,由通用的高分子材料與各種導(dǎo)電性物質(zhì)通過填充復(fù)合、表面復(fù)合或?qū)臃e復(fù)合等方式而制得。主要品種有導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電纖維織物、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠粘劑以及透明導(dǎo)電薄膜等。
其性能與導(dǎo)電填料的種類、用量、粒度和狀態(tài)以及它們在高分子材料中的分散狀態(tài)有很大的關(guān)系。常用的導(dǎo)電填料有鎳包石墨粉、鎳包碳纖維炭黑、金屬粉、金屬箔片、金屬纖維、碳纖維等。
導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)材料
結(jié)構(gòu)型高分子導(dǎo)電材料,是指高分子結(jié)構(gòu)本身或經(jīng)過摻雜之后具有導(dǎo)電功能的高分子材料。根據(jù)電導(dǎo)率的大小又可分為高分子半導(dǎo)體、高分子金屬和高分子超導(dǎo)體。按照導(dǎo)電機理可分為電子導(dǎo)電高分子材料和離子導(dǎo)電高分子材料。電子導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)特點是具有線型或面型大共軛體系,在熱或光的作用下通過共軛π電子的活化而進行導(dǎo)電,電導(dǎo)率一般在半導(dǎo)體的范圍。采用摻雜技術(shù)可使這類材料的導(dǎo)電性能大大提高。如在聚乙炔中摻雜少量碘,電導(dǎo)率可提高12個數(shù)量級,成為“高分子金屬”。
經(jīng)摻雜后的聚氮化硫,在超低溫下可轉(zhuǎn)變成高分子超導(dǎo)體。結(jié)構(gòu)型高分子導(dǎo)電材料用于試制輕質(zhì)塑料蓄電池、太陽能電池、傳感器件、微波吸收材料以及試制半導(dǎo)體元器件等。但這類材料由于還存在穩(wěn)定性差(特別是摻雜后的材料在空氣中的氧化穩(wěn)定性差)以及加工成型性、機械性能方面的問題,尚未進入實用階段。
導(dǎo)電材料應(yīng)用
金屬導(dǎo)電材料的非電特性在某些特定的場合將變得更加重要,如熱導(dǎo)率、接觸電位差、溫差電動勢、機械強度、耐高溫特性、耐腐蝕性、耐磨性等。在設(shè)計電機、電纜、電氣儀表及其他電工產(chǎn)品考慮溫升時,熱導(dǎo)率具有相當重要的意義。高電導(dǎo)率的金屬也是高熱導(dǎo)率的金屬,純金屬的熱導(dǎo)率比合金的熱導(dǎo)率高。接觸電位差及溫差電動勢在溫差電控溫、測溫元件和儀表中均有重要意義。在架空線中采用的是高抗張強度的導(dǎo)體與合金。在航天、航空等國防科技中,制造高溫導(dǎo)線、高溫電機的高溫導(dǎo)電體發(fā)展很快。[2]
導(dǎo)電橡膠具有良好的電磁密封和水汽密封能力,在一定壓力下能夠提供良好的導(dǎo)電性(抑制頻率達到40GHz)。產(chǎn)品滿足美軍標MIL-G-83528。產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用在航天、航空、艦船、兵器等電子設(shè)備中。
機箱、機柜、方艙等電子和微波波導(dǎo)系統(tǒng),連接器襯墊等。