詳談導電涂料的導電機理
導電涂料是采用含銅、銀等復合微粒作為導電顆粒,這些顆粒作為導電介質,導電涂料主要包括導電回路的形成和電子的傳輸兩個方面。
1. 導電回路的形成
理論研究認為聚合物內的導電填料含量達到滲流閾值后,復合體系內的導電粒子便會彼此搭接或列隊形成三維導電網絡回路。導電粒子與聚合物混合時會形成界面,體系界面能過剩。導電填料含量越高,分散效果越好,體系界面能過剩也就越大。
2.電子的傳輸
導電通道理論認為電子是通過涂層內彼此接觸的導電粒子來實現傳輸的,場致發射和隧道效應理論則認為在熱振動或內部電場作用下,電子可以越過勢壘在彼此相鄰幾納米的導體粒子間遷移。
研究表明CNTs或GNS含量較低時,導電涂層的交流電導率隨著頻率的提高而迅速增大,當它們含量超過滲流閾值后,即使頻率變化,交流電導率依然保持穩定。這是因為隨著外場頻率的升高,光子能量相應增大,電子在局域態間的躍遷概率增大從而提升體系的交流電導率,一旦CNTs或GNS的含量超過滲流閾值,體系中即形成了暢通的導電網絡,故交流電導率不再隨頻率而改變。
所以當CNTs或GNS含量較高時,電子主要經過導電通道進行傳輸;當其含量較低時,形成連續導電通道的幾率較小,這時電子主要通過場致發射和隧道效應來實現傳輸。
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