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導電橡膠的原理是什麽

文章來源:本站人氣:193發表時間:2020-07-27

  導電橡膠屬於復合型導電高分子材料的壹種。 復合型導電高分子材料是指高分子材料本身不具有導電性,但在加工成型時通過加入導電填料,如炭黑、金屬粉末箔等,利用分散復合、層基復合、表面復合等方法,使制品具有導電性。其中,分散復合最為常用。

導電橡膠

導電橡膠的工作機理

壹般橡膠均為良好的電絕緣體。 復合型導電橡膠的導電機理有兩種理論,即鏈鎖式導電通路和隧道效應。
鏈鎖式導電通路的機理認為, 填料粒子必須在零點幾納米以內的距離靠近, 這樣就可產生壓差,使填料粒子的 π 電子依靠鏈鎖傳遞移動實現電流通過。橡膠中填料粒子的分散狀態形成鏈鎖必須有壹定的填料用量, 才能出現強的導電現象, 因而支配橡膠導電性的最主要因素是填料的用量,這是最經典的壹種解釋。
鏈鎖式導電通路是建立在填料必須形成鏈鎖的前提下的。 但是,用電子顯微鏡觀察拉伸狀態的橡膠並不存在炭黑鏈鎖, 卻仍有導電現象, 這就是隧道效應。 當導電顆粒間不互相接觸時,顆粒間存在聚合物隔離層, 使導電顆粒中自由電子的定向運動受到阻礙。 這種阻礙可視為具有壹定勢能的勢壘。 對壹種微觀粒子來說, 其能量小於勢壘的能量時, 它有被反彈的可能性,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, 也稱為隧道效應。 電子作為壹種微觀粒子, 具有穿過導電顆粒之間隔離層阻礙的可能性。 這種可能性的大小與隔離層的厚度以及隔離層勢壘的能量與電子能量之差值有關。 厚度與該差值越小, 電子穿過隔離層的可能性就越大。 當隔離層的厚度小到壹定值時, 電子就能很容易地穿過, 使導電顆粒間的絕緣層變為導電層。這種由隧道效應產生的導電層可以用壹個電阻和壹個電容並聯來等效。 即:導電性是由填料粒子的隧道決定的。 同時並有試驗證明, 隨著填料粒子間距的增大,體積電阻亦隨之升高。
此外,還有電場放射導電機理, 這是因為在研究填料填充的高分子材料的   電壓、 電流特性時,發現其結果不符合歐姆定律。 認為之所以如此, 是由於填料粒子間產生高壓的電場強度而產生電流導致電場放射。 綜上所述, 無論從哪種導電機理來理解, 都認為填料的種類和配合量是支配材料最終所表現出的導電性的主要因素。

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