名称:包镰碳纤维、钢纤维、粉末、包银中空和实心玻璃球、包银云母、包银纤维
官能团:无或由涂层而来
化学组成:不同组成:Conduct-0 Fil实心球和纤维上的银涂层4% ~ 16% ,中空玻璃球上30% ,云母片上65%,铜片上8% - 19%,镣颗粒上24%,相颗粒上20%;Compmat碳纤维上镣涂层为24%
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物理性质
密度/(g/cn ):2.7(包镣碳纤维 Besfight MC),3.1 ~ 3.4(包银厚壁球,AgCLAD) ,2.7 - 2.9(包银纤维,AgCLAD),0.6~
0.8(包银轻质玻璃球,Metalite),2.5 - 2.8(实心玻璃球和纤维,Conduct-0-Fil), 1-4 ~ 1.65(空心玻璃球,Conduct-0- Fil),9.1 ~9.2(包银铜产品,Conduct-0-Fil ),3.1(包银铝粉,Conduct-0-Fil) ,4.8(包银无机材料片,Conduct-0-Fil), 3.0 (包银Compmat碳纤维)
莫氏硬度:7(包银厚壁球,AgCLAD),5~6(包银轻质玻璃球.Metalite)
拉伸强度/MPa : 3600 (Compmat) 拉伸模量/GPa: 3600( Compmat)
断裂伸长率/%: 1.3(Compmat) 比热容/(kJ/kg'K) :0.65 ~ 1(Compmat)
压缩强度/MPa:345(包银厚壁球,AgCLAD),10-20(包银轻质玻璃球,Metalite) ,70(Conduct-0-Fil)
电性质
干体电阻率/G-cm:0.005-0.008(PQ包银产品),0.0017(包银中空和实心玻璃球,Conduct-0-Fil),0.004(包银玻璃纤维,
Conduct-0-Fil) ,0.0005 - 0.0006(包银铜粉,Conduct-0-Fil) ,0.0012(包银铜片,Gonduct-0-Fil) ,0.0007(包银铝球,Conduct-O- Fil),0.003(包银无机材料片,Conduct-0-Fil),0.006(包银镣粒,Conduct-0-Fil) ,0.0000016(纯银)
电阻率/Q-cm:7.5xl0-5(Besfight MC), 1.5 x 10-3(Besfight 1ITA 碳纤维),6x 10"6(Ni)
形态
颗粒尺寸/削:3(包银厚壁球,AgCLAD),45~ 125(包银轻质玻璃球,Metalite),50 - 300mm(用于导电织物,Bekinox VS),12~ 92(玻璃球,Conduct-O-Fil), 10 - 150(铜片,Conduct-0-Fil)
单丝直径/削:6.5~33 长径比:15(包银镣片),200 ~ 1600 (Compmat,包镣 碳纤维)
金属涂层厚度/Mm:0.25(Besfight MC 镣层),0.05 - 0.27(Conduct-0-Fil 系列包银厚度),0.4(Compmat MCG镣层)
比表面 R/(m2/g) :0.6
颗粒厚度/Mm: 1(包银镰片)
生产厂商和商标名称:
American Metal Fibers,Inc. ,Lake Bluff,IL, USA
S-207,S-208(高规格切片钢纤维),C-502(铜纤维),B-401(黄铜纤维)用于刹车片
Anval, Inc., Rutherford, NJ, USA
Anval Metal IWer用于塑料填料:304,316(非磁性不锈钢),410L,410,420(磁性不锈钢);Cr,Ni,Mo,Fe不同比例合金 气相雾化所得球形颗粒,分级成所需尺寸,可生产尺寸为15 ~ lOOO^m的材料
Bekaert Steel Wre Coqxjration, Marietta, GA, USA
BekinoxVS(钢纤维),ET(PA混合钢纤维),EIW&W(羊毛纤维混合钢纤维),Pe812/50(聚S6混合钢纤维)
Beki-Shield钢纤维,用于塑料EMI防护
Bekitex含金属纱,用于生产导电织物
Composite Material L.L.C.,Mamaroneck,NY,USA
Compmat包镣和包铜石墨纤维粗纱,3-25mm范围内不同长度的切片纤维,这些纤维的预浸料用于PA、PVA、PP、
PE、聚噁哩咻、Kynar、PC、ABS、HIPS、PPO^乙烯基毗咯烷酮;这些纤维被设计用于EMI/RFI屏蔽 Inco Europe Ltd.,Swansea,UK
VaporFab化学气相沉积工艺包镣碳纤维,用于EMI屏蔽
Incoshield包镰碳纤维在PPS、PC、PMMA、PEI、PA - 6、PA - 12中的浓缩物;该浓缩物用于生产导电聚合物
JB Company,Franklin,NJ,USA
Glass Beads Silver and Gold金属玻璃珠,用于装饰
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MO-SCI Corporalion, Rolla, MO, USA
MetaSpheres用Ni、Co、Cu、Ag、Au、Pd、Pl、Rh涂覆的玻璃微球.典型涂层厚度为2%
Novamet Specialty Products Corporatimi, Wyckoff, NJ, USA
Novamel Silver-coated Nickel Flakes 用于导电材料
Novamet Nickel Coated Graphite- 60金属涂覆的石墨粉,用于EMI屏蔽
Plastic Methods Co., Inc., New York, NY, USA
CMC Cathospheres用铜、镣、金、银涂覆的玻璃微球,直径在1.1 ~ 14nm之间,用于滚镀,用其可以消除架镀 Potters Industries Inc., Affiliate of the PQ Corporation, Valley Foi^e,PA, USA
Conduct-O-Fil S系统包银实心玻璃球,有12个牌号的产品,颗粒直径在12~92nm内,用于导电粘合剂、嵌缝剂、涂料、 弹性体、润滑脂和油墨
Conduct-O-Fil SH
Conduct-O-Fil SM
Conduct-O-Fil SC
Conduct-O-Fil SN
Conduct-O-Fil SA
Conducl-O-Fil P1-1O4O铝相容颗粒,在密封垫中与铝接触时不会引起原电池腐蚀
The PQ Corporation, Valley Forge, PA, USA
AgCLAD TW and Filament 32分别为包银厚壁球和纤维
MetalileSG,CG.SF-20 包银轻质玻璃球
Toho Raycm Co., lid, Tokyo, Japan
Besfight MC and IITA-CF包镣碳纤维,既有碳纤维优异的机械性质,又有镣良好的导电性,用于生产导电塑料
PP丝网除沫器主要应用产品:粘合剂、嵌缝剂、密封剂、油墨、油漆、涂料、EMI控制、密封垫、装饰、电镀、复合材料、建筑产品、计算机、电 子产品用浆料、灰泥、工艺品、烟雾检测器、封面、打印机、复印机
主要聚合物应用:热固性塑料、有机硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸类、PP、PPS、PC、ABS、PEI、PA~
这一节讨论导电材料,尽管与章节的组织形式不协调,但是将由两种不同的材料组成的 材料或者是导电纤维形式的材料组织在一起更易于比较。其他由单一组分组成的金属材料将 在其他节中讨论。金属涂覆的球、片、纤维有各种各样的应用,最常见的应用是导电塑料。 20世纪80年代,American Cyanamid开发出包镣石墨纤维。这种纤维结合了纤维的强度和金 属镣的导电和导热性。之所以选择镣是因为镣相对廉价,而且有好的耐腐蚀性。通常,材料 中含3% -5%的该纤维即具备消除静电的性质。Toho Rayon, Co.釆用他们的碳纤维生产技 术和极精确控制镣薄层涂覆的方法,对材料的性能进行了进一步改善。图2_38为两个生产
(a)BesGghh Toho Rayoti» Co.; (b)Compniat, Composite Materials 商(TohoRayon, Co.和Composite Materials, L. L.C.)所提供产品的表面和截面形态。包镣纤维 的电阻率仅比镣高一个数量级,但是比未包镣纤维的电阻率低两个数量级。
其他一些基材,如:石墨粉和云母也用镣进行涂覆。银是导电性最好的金属,电阻几乎 比镣小4倍。银和铜有相似的导电性,但是铜极易氧化,易与酸反应,影响它们在聚合物体 系中的使用性能。The PQ Corporation和Potters Industries开发了一系列包银产品,它们应用于 热塑性塑料、密封垫、密封剂、粘合剂、油漆、涂料、油墨以及EMI控制。在这些产品中 的应用可节省1/3质量的导电材料。
Novamet公司提出了一个新概念,即:通过在镣片上涂15%的银来改善镣片的性质。被 涂镣片兼具导电性和铁磁性。另外,因为密度不同(Ag为10.5g/cm3, Ni为8.9g/cm3),如此 可以节省15%的材料,因为导电率与体积有关,而不是与质量有关。而且通常表面导电率 是最重要的。图2-39为几种导电材料的形态。包银镣片和铜片为不规则形状,包银时为球 形,然后用机械压扁。图2-39中两个产品厚度明显不同,源于放大倍数不同。其实,两个 产品厚度相似,大约为1呻。涂层的均一性非常重要,因为银涂层还必须为铜防腐(镣有抗
腐蚀性)。银涂层的均一性除了取决于工艺条件以外,还取决于被涂金属的性质和层间的粘 结力。从照片中可知,包银玻璃球的形态与未镀时相同。从右边显微照片可知,包银玻璃球 与硅树脂有优异的粘结性。
Potters Industries, Inc.研制出一种新型铝相容颗粒,可以用在与铝接触的密封垫中。如 果密封垫中的银与外壳的铝接触,就可能引起原电池腐蚀。但是,铝相容品级的产品在盐水 喷雾室中3000h仍没有失去遮蔽效应。
Plastic Methods Co. , Inc.发现金属涂覆玻璃球一个有趣的应用。即,将玻璃球与产品混 合,电镀和抛光。球很轻,又极圆,因此不会损坏材料表面,同时又赋予产品极优异的导电 性,即使是在半导体和珠宝中也是如此。
JB Company生产金属涂覆玻璃球,用于装饰。
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