填料粒径对各向同性导电胶渗滤阈值的影响-中国科学.pdfVIP

中国科学 E 辑 : 技术科学 2008 年 第 38 卷 第 3 期 : 448 ~ 454 http:// SCIENCE IN CHINA PRESS 填料粒径对各向同性导电胶渗滤阈值的 影响 ①② ② ② ③ ①* 吴海平 , 吴希俊 , 葛明园 , 刘化章 , 张国庆 ① 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室, 杭州 310018; ② 浙江大学材料与化学工程学院新结构材料实验室, 杭州 310027; ③ 浙江工业大学化学工程与材料学院, 杭州 310008 * 联系人, E-mail: zgq@ 收稿日期: 2006-06-06; 接受日期: 2006-11-29 国家自然科学基金资助项目(批准号:和浙江省教育厅项目(批准号:资助 摘要 采用反向微乳液法, 通过调节微乳液体系中表面活性剂十六烷基 关键词 三甲基溴化氨(CTAB)的浓度, 制备了粒径范围在10~200 nm 的Ag 纳米粒 各向同性 子. XRD 和TEM 对不同粒径的纳米粒子进行表征. 以这些不同粒径的Ag 导电胶 纳米粒子作为各向同性导电胶的导电填料, 发现对于不同粒径的 Ag 粒子 隧道电阻 接触电阻 填料, 导电胶电阻率的阈值填充量是不同的. 当填料粒径为50 nm 时, 导电 胶出现的最小阈值填充量为 63wt%, 理论计算结果与这一实验结果符合得 很好. 近年来对于导电胶的导电填料的研究出现了大量的报道, 导电填料主要有碳、金属、金属 氧化物 3 大类[1]. 碳类填料中石墨的导电性差、价格低廉; 炭黑的导电性很好, 但加工困难. 金 属氧化物导电性较差. 常用的填料多为电阻率较低的Au, Ag, Cu, Ni等金属粉末, Au粉电阻率 小, 但价格昂贵. Cu和Ni价格便宜, 在电场下不会产生迁移, 但是温度升高时会发生氧化并增 加电阻率, 故只能在低温下使用. Ag粉由于价格较低, 虽然在电场作用下会产生电迁移现象, 使导电性有所降低, 影响使用寿命[2,3], 但是目前使用得最广泛的导电填料还是Ag粉. 有报道 采用低熔点合金(low-melting-point alloy MPA)[4]或是在金属粒子的表面镀上一层熔点低、无毒 的金属, 作为导电填料, 可以利用在固化温度之前低熔点金属的熔融在金属粒子之间形成冶 金(metallury)接触[5,6], 从而获得高电导的导电胶. 还有报道采用纳米量级的多孔Ag 聚集体 (50~150 nm范围内)作为导电填料[7], 合成一种适用于对热力学要求较高场合的导电胶, 具有 比片状Ag 的导电胶更好的热力学性能. 另外有报道采用适当比例的纳米量级Ag粒子与微米量 448 中国科学 E 辑: 技术科学 2008 年 第 38 卷 第 3 期 级Ag粒子混合作为导电胶导电填料[8,9], 利用分散在不相接触微米量级粒子之间的纳米粒子的 隧道导电效应, 使得树脂基体中的导电网络更加完善, 从而提高导电率. 也有文献报道采用纤 维状或片状填料能增加填料之间的接触,