填充银纳米线各向同性导电胶的性能

以Ti (OC₄H₉)₄ 水解形成的溶胶体系为模板, 以AgNO₃ 为银纳米线的前驱体, 低温下合成长径比为50～60 的银纳米线, 采用TEM 和XRD 对所制得的银纳米线进行表征。以银纳米线作为导电胶的导电填料, 成功制备了一种高电导率的各向同性导电胶。导电胶的电学性能和力学性能测试表明: 这种导电胶在导电填料含量为56 wt %时的电导率比填充75 wt %微米银粒子的导电胶高约6 倍(体积电阻率为1. 2 ×10-4Ω·cm) 。由于填料含量的降低, 该导电胶的抗剪切强度(以Al 为基板时的抗剪切强度为17. 6 MPa) 相比于填充75 wt %微米银粒子和75 wt %纳米银粒子导电胶均有不同程度的提高。     

多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为

为了充分利用不同导电粒子的导电作用，在炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合体系中引入了多壁碳纳米管(CNTs)。研究发现：引入的CNTs分散在CB粒子间起到“桥梁”作用，使体系的导电性能得到明显改善，并且CB∶CNTs为19∶1时其协同导电效果最好，该复合体系出现逾渗现象，对应的导电填料体积分数明显降低。在导电填料总体积分数为4.76%时，少量CNTs的引入就可使复合体系的体积电阻率从109Ω·cm下降到105Ω·cm；同时少量的CNTs能明显抑制炭黑/聚丙烯导电复合材料的正温度效应(PTC)，使PTC强度从6.10降低到1.48，PTC转变峰温度从166℃升高到174℃。少量的 CNTs可以使PP的结晶温度提高12℃，对PP结晶的成核作用比CB更加明显。复合体系力学性能随导电填料体积分数增加而明显降低，但因为体积电阻率一定时CB-CNTs/PP体系所需导电填料体积分数较CB/PP体系明显降低，因此少量CNTs的引入能够使复合体系的力学性能得到更大程度的保持。     

高温导热绝缘涂料

以环氧改性有机硅树脂为基体, 氮化硅、 氧化铝混合填料为导热粒子制备了导热绝缘涂料。研究了涂料力学性能、 热导率、 电绝缘性、 热稳定性等性能。结果表明: 在填料质量分数40％及较佳的氧化铝与氮化硅质量比时, 涂层拉伸强度为8.02MPa, 断裂延伸率为1.27％, 附着力达到572.2N · cm-2, 热导率高达1.25W · (m · K)-1, 介电常数5.7, 体、 表电阻率分别为3×1013Ω · cm与4.3×1013Ω, 可长期在200℃下使用。与不使用导热填料的环氧改性有机硅树脂涂层相比具有较高的传热能力。     

新型纳米银导电胶的制备及其性能研究

通过液相化学还原法制备纳米银粉,经扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征,表明该方法制备的纳米银粉纯净,粒度分布均匀,呈短棒状.该纳米银粉作为导电填料加入可以有效地改善导电胶体系的体积电阻率和连接强度.在总银粉填充量60%,纳米银粉与微米银粉比例为1:5的情况下,导电胶的体积电阻率达到最低值1.997×10-4Ω·cm,同时连接强度达到18.9MPa.     

高含量银基导电胶的制备与性能研究

以90%(质量分数)银含量,10%(质量分数)树脂为基体制备出高银含量,高性能的环氧导电胶。采用0.025 mol/L KI试剂对银粉进行简单的表面处理,原位取代银粉表面的部分润滑剂并且与银粉表面的氧化银发生反应。在日光照射条件下原位生成小尺寸的银纳米粒子,这些小尺寸的银纳米粒子在固化过程中,会发生明显的烧结现象,增加银粉中相邻银微米片和银微米球之间的相互接触,从而可以显著降低导电银胶的体电阻率。相比于未处理的银粉制成的导电银胶,其体电阻率降低了26%,线电阻降低了8%,将其应用在光伏电池板上,极大的提高了其导电性能。     

化学镀铜聚酯微粉的表面形态和导电性能

通过化学镀方法,制备了一种镀铜的聚酯微米级粉体,利用X射线衍射仪和热台光学显微镜对其表面成分和形貌进行了研究,该粉体在25℃~300℃内具有较好的热稳定性。将镀铜聚酯微粉与环氧树脂共混制备导电胶,其导电性能测试结果表明,用硬脂酸包覆处理的镀铜聚酯粉体抗氧化性好,添加质量分数为50%的硬脂酸处理镀铜聚酯微粉制备的导电胶体积电阻率为1.6×10-3Ω.cm,在25℃~120℃之内其体积电阻率变化在20%以下,是一种较好的常温导电填料。     

原位置换法稳定导电胶接触电阻的研究

研究两种水溶性银盐(硝酸银及乙酸银)对银填充导电胶的热行为和体积电阻率的影响,及湿热老化条件下在锡表面接触电阻的稳定作用.DSC测试结果表明,这两种银盐的引入对导电胶固化行为没有影响.导电胶在湿热老化600h后,添加了2%(质量分数)的硝酸银和1.5%(质量分数)乙酸银样品体积电阻率分别下降了48.5%和47.4%,而...     

基于空间限域强制组装法制备短切碳纤维-碳纳米管/聚二甲基硅氧烷导电复合材料性能

采用空间限域强制组装(SCFNA)法制备短切碳纤维-碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(SCF-CNTs/PDMS)导电复合材料,研究SCFNA方法制备SCF-CNTs/PDMS复合材料对断面形态变化、导电性能和力学性能的影响。结果表明,通过SCFNA制备的SCF-CNTs/PDMS导电复合材料得到了密实有效的导电网络,由于缩短了导电填料之间的距离,实现了在低浓度填料下增大复合材料的导电性能和力学性能。在填料总量不变的前提下,SCF/PDMS复合材料中添加少量的CNTs,SCF与CNTs之间能形成较好的协同作用。并发现SCF质量分数为8wt%、CNTs质量分数为2wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料与SCF质量分数为10wt%的SCF/PDMS复合材料相比,其导电性能提高了33%,力学性能提高了144%;在SCF/PDMS复合材料中添加较多的CNTs,由于CNTs之间发生团聚现象,SCF-CNTs/PDMS复合材料的导电性能和力学性能均有所下降。SCF质量分数为5wt%、CNTs质量分数为5wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料随着密炼转速由40r/min逐步增加到80r/min,CNTs团聚现象有所改善,但是由于扭矩的增大,SCF受到的剪切作用力增大,SCF大部分被搅碎,在导电复合材料中,SCF起主要连接导电网络的作用。因此,SCF质量分数为5wt%、CNTs质量分数为5wt%的SCFCNTs/PDMS复合材料导电性能反而随着密炼转速的提高而降低。     

填充银纳米棒新型导电油墨

采用微波辅助原位氧化还原法制备长径比均匀的银纳米棒, 研究了制备条件参数如催化剂浓度、 表面活性剂与先驱体浓度比率等因素对制备银纳米材料的形貌的影响。以这些银纳米棒作为导电填料制备印刷用导电油墨, 研究了填料含量、 纳米棒及纳米粒子的比率对导电油墨的电导率、 附着力、 老化性能的影响。结果表明, 当晶体生长催化剂NaCl与AgNO₃的摩尔比为1:5时, 得到的银纳米材料中纳米棒比例达95%以上。对导电油墨的性能研究表明, 当填料中银纳米棒比例为95%时得到的导电胶具有最低的渗滤阈值, 为62%, 同时经过80℃、 85%RH老化环境老化500 h后导电油墨的体积电阻率上升不超过10%。     

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。     

三元氯醋树脂/环氧基导电油墨的制备及性能

为提高环氧导电油墨的柔韧性,采用三元氯醋树脂(E15/45M)对环氧树脂E51增韧改性,并以2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MI)为固化剂,银包铜粉为导电填料,制备柔性导电油墨。结果表明:导电油墨的体积电阻率随导电填料的用量增加而降低。随2E4MI用量的增加,导电油墨的体积电阻率呈现先降低后增加的趋势,2E4MI与E51的最佳质量比为1∶5。进一步探讨发现导电油墨的最佳固化温度和时间分别为105℃和2.5h。E15/45M不仅可以提高导电油墨的柔韧性,还可以有效降低体积电阻率。随着E15/45M用量增加,E15/45M/E51-2E4MI胶膜的玻璃化转变温度从91.5℃降低至58.0℃,导电油墨的体积电阻率从27.5×10-4Ω·cm降低至9.50×10-4Ω·cm。E51-2E4MI与E15/45M的质量比为50∶50,导电填料用量为70wt%时,导电油墨体积电阻率达到9.57×10-4Ω·cm,附着力等级为0,涂层反复折叠20次后电阻变化率小于80%。因此采用E15/45M增韧环氧树脂既可以提高导电油墨的柔韧性又可以改善其导电性。     

气相生长碳纤维增强水泥基复合材料的制备及性能

研究了脱油沥青(De-oiled asphalt)基气相生长碳纤维(VGCFs)增强水泥基复合材料的制备方法及其性能。以脱油沥青作原料,采用化学气相沉积法(CVD)制备出气相生长碳纤维,以此纤维制备水泥基功能复合材料。结果表明:低含量VGCFs的碳纤维增强水泥基复合材料具有良好的抗压强度和导电性能,在VGCFs的掺量由0增至0.6%范围内,随着VGCFs掺量的增加,碳纤维增强水泥基复合材料的电阻率下降,抗压强度提高。当VGCFs为0.4%时,VGCFs水泥基复合材料电阻率降低2个数量级,从3.25×105Ω.cm降为1.49×103Ω.cm,抗压强度提高28.8%,为最佳掺量。     

Cu/ABS复合导电梯度功能材料的制备和性能

借助HAAKE转矩流变仪,采用熔融共混法制备了一系列Cu粉含量不同的Cu/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料,采用多层叠压法制备了内部Cu粉含量逐渐变化的板状Cu/ABS复合导电梯度功能材料,并对其结构和性能进行了表征。结果表明,所制备导电梯度功能材料的性能与均质复合材料存在很大差异。电性能测试结果显示,随着Cu粉含量沿板材厚度方向的梯度增加,其导电性能发生逾渗转变,体积电阻率从一侧的1016Ω.cm降低到另一侧的105Ω.cm。弯曲性能测试表明,富含ABS树脂的一侧表现出较高的弯曲强度,仅比纯ABS的弯曲强度低6%;而富含填料的另一侧则表现出较高的模量,比纯ABS高约20%。实验证明,将导电复合材料做成梯度结构可以兼顾材料的导电性能和力学性能。     

形变Cu-11.5%Fe原位复合材料的强度和导电性

研究了经多次冷拔或冷拔配合中间热处理制得的形变Cu-11.5 %Fe 原位复合材料的组织、强度和导电性。用SEM 和TEM 观察分析了材料的组织结构。结果发现, 形变量η ≥5137 的形变Cu-11.5 %Fe 原位复合材料的Fe 树枝晶已成为细纤维状, 在横截面呈薄片弯曲状。形变量越大, 纤维越均匀细化。力学性能和电阻率测试结果发现, 随形变量增加, 强度提高, 同时电阻率增大。中间热处理可在不损失强度的同时, 明显降低电阻率。经3 次中间热处理后, 不同形变量下的材料电阻率均可下降约4.4μΩ·cm。几个较好的电导率和极限抗拉强度组合为: 70.6 %/ 659 MPa (Φ0.8) 、64.6 %/ 752 MPa (Φ0.5) 和51.9 %/ 880 MPa (Φ0.2) 。     

Effect of dispersion condition of multi-walled carbon nanotube (MWNT) on bonding properties of solderable isotropic conductive adhesives (ICAs)

Carbon nanotubes have been considered as reinforcements in composite materials because of their exceptional mechanical, electrical, and thermal properties. In this paper, the effect of dispersion conditions of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) on bonding properties of solderable isotropic conductive adhesives (ICA) was investigated. Two types of ICAs, untreated pristine MWNT-filled ICAs and acid-treated MWNT (a-MWNT)-filled ICAs were formulated with 1 wt% MWNTs and 83 wt% low-melting-point alloy (LMPA) fillers. X-ray photoelectron spectroscopy analysis was conducted to characterize the surface chemical states of pristine and a-MWNTs and verify the effectiveness of a-MWNTs. The fracture surface of the polymer matrix and solderable ICAs with a-MWNTs showed good dispersion conditions through field-emission scanning electron microscope. After the interconnection process, the a-MWNT-filled solderable ICA showed uniform dispersion of MWNTs in the polymer matrix and formed a stable metallurgical conduction path because of the good rheology-coalescence-wetting behavior of LMPA. Alternatively, pristine MWNT-filled ICA showed poor dispersion and an unstable conduction path formed by aggregated MWNTs.     

镀镍碳纤维-碳纤维-玻璃纤维/乙烯基酯树脂导电复合材料的设计制备及其电磁性能

本研究旨在设计制备兼具电和磁功能的新型导电复合材料。采用具有良好导电性的短切碳纤维（CF）与兼具磁性和导电性的短切镀镍碳纤维（Ni-CF）作为功能体,以短切玻璃纤维（GF）作为填料,以乙烯基酯树脂（VER）作为基体,设计制备电磁性能可调控的导电复合材料。分别研究了CF含量对CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率的影响、Ni-CF长度对（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率的影响,重点研究了Ni-CF含量对（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率和磁导率的影响,并初步探索了导电复合材料的电磁屏蔽性能。结果表明：（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率在0.35~36.48 Ω·cm范围内可调,磁导率在0.2~0.7内可调。CF和Ni-CF的含量和长度都会对（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料电磁性能产生较大影响。制备的（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料有望应用于电磁屏蔽领域。     

熔融酯交换法原位合成炭黑/聚碳酸酯导电复合材料

利用原位聚合法合成具有导电性能的炭黑(CB)/聚碳酸酯(PC)复合材料。在聚合反应过程中, CB与PC在较低黏度下更好地混融, 而且通过负载催化剂连接CB和PC分子, 使CB参与PC链增长过程, 从而使CB有效分散。与传统的熔融共混法相比, 利用原位聚合法制备的CB/PC导电复合材料的渗滤阈值低, 当复合材料的体积电阻率为1.56×10⁶ Ω·mm时, CB的质量分数仅为4.32%。通过SEM观察发现, 原位法得到的样品中CB与PC充分混融, 形成导电网络更充分有效。利用原位聚合法得到的样品的正温度系数(PTC)的对数值达到4.69, 具有作为自控温材料的潜力。