導(dǎo)電材料是一種新型功能材料，已被廣泛應(yīng)用于電子、航空航天、通信、印刷、包裝等領(lǐng)域。目前導(dǎo)電粉體主要以填料為主要應(yīng)用形式，使基體材料具有導(dǎo)電性、抗靜電、屏蔽電磁波等功能。

一、導(dǎo)電粉體特性

二、導(dǎo)電材料分類及應(yīng)用

導(dǎo)電材料根據(jù)化學(xué)成分的不同可以分為碳系、金屬系、金屬氧化物系、結(jié)構(gòu)高分子系以及復(fù)合型等五類；根據(jù)導(dǎo)電材料功能不同，又可分為防靜電材料、導(dǎo)電材料、電極材料、發(fā)熱體材料、電磁波屏蔽材料。

1、碳系導(dǎo)電材料

碳系導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電炭黑、石墨、碳纖維等，具有導(dǎo)電性好、著色力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性高、密度小、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，以其制備的導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電膠等廣泛應(yīng)用于電子、化工等領(lǐng)域。碳系導(dǎo)電材料存在的不足主要是分散穩(wěn)定性差、顏色深，因此，實(shí)際應(yīng)用中受到一定的限制。目前，碳納米管材料、石墨烯等新材料，已被探索作為新型的碳系導(dǎo)電材料使用。

石墨烯導(dǎo)電油墨

2、金屬系導(dǎo)電材料

金屬系導(dǎo)電材料主要包括銀系、銅系、鎳系等導(dǎo)電材料，具有良好的導(dǎo)電性和延展性，顏色相對(duì)較淺，因此，應(yīng)用較為廣泛。其中，以銀系導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性能最佳，抗氧化能力最強(qiáng)， 但價(jià)格高昂，使用過(guò)程中容易發(fā)生銀離子遷移造成短路；鎳和銅價(jià)格較金屬銀便宜很多，但這兩種材料制備成粉體后，容易發(fā)生氧化反應(yīng)，造成電阻的急劇上升，影響導(dǎo)電性能，用有機(jī)磷化合物、偶聯(lián)劑、雜環(huán)類化合物或羰基化技術(shù)等處理可以提高其抗氧化能力， 但相對(duì)較高的使用成本，并且限制其在應(yīng)用領(lǐng)域。

金屬銀粉體微觀形貌

3、金屬氧化物系導(dǎo)電材料

金屬氧化物系導(dǎo)電材料以其熔點(diǎn)高、抗氧化能力強(qiáng)、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)，受到下游應(yīng)用企業(yè)的喜愛。目前比較常見的導(dǎo)電金屬氧化物有摻銻二氧化錫（ATO）、摻鋁氧化鋅（ZAO）、摻銦氧化錫（ITO）。

（1）摻銻二氧化錫（ATO）

摻雜了銻的二氧化錫（簡(jiǎn)稱ATO）的導(dǎo)電性明顯提高，且具有顏色淺、穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。在一定的銻摻雜量范圍內(nèi)，摻銻量越多，導(dǎo)電性能越好，但粉體顏色越深。目前，現(xiàn)有技術(shù)采用的是用少量銻均勻地?fù)诫s于二氧化錫的粉體中，能夠克服了粉體顏色深的問(wèn)題，同時(shí)保證導(dǎo)電性能。

摻銻二氧化錫粉體微觀形貌

（2）摻鋁氧化鋅（ZAO）

摻鋁氧化鋅（ZAO）是氧化鋅與氧化鋁形成的置換型固溶體。摻鋁氧化鋅（ZAO）不僅紫外線吸收性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高，而且具有顏色淺、可見光透過(guò)率高、導(dǎo)電性好等優(yōu)良特性，可以廣泛應(yīng)用在抗靜電涂料、橡膠和塑料等領(lǐng)域，有取代導(dǎo)電性好但價(jià)格昂貴的 ITO材料的趨勢(shì)。

摻鋁氧化鋅（ZAO）粉體微觀形貌

（3）摻銦氧化錫（ITO）

摻銦氧化錫（ITO）具有低電阻率、高可見光透射率等性能優(yōu)勢(shì)。摻銦氧化錫可以切斷對(duì)人體有害的電子輻射、紫外線及遠(yuǎn)紅外線，被廣泛應(yīng)用于各種平板顯示器、傳感器、氣敏 元件之中。

摻銦氧化錫（ITO）粉體微觀形貌

4、結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料

結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料又稱為本征型導(dǎo)電高分子材料，與傳統(tǒng)的復(fù)合導(dǎo)電高分子材料相比具有質(zhì)輕、環(huán)境穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、電導(dǎo)率可調(diào)、可彌補(bǔ)金屬填料的缺陷等特點(diǎn)，同時(shí)還具有抗靜電、電磁屏蔽或吸收電磁波以及電致發(fā)光、光致變色和能發(fā)生非線性光學(xué)效應(yīng)等不同特征。在諸多領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值，如在導(dǎo)電、防腐、電磁干擾屏蔽、芯片制造、微電子、液晶顯示器等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料

5、復(fù)合型導(dǎo)電材料

隨著信息工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于具有導(dǎo)電功能的復(fù)合材料的需求越來(lái)越迫切。復(fù)合導(dǎo)電材料是采用導(dǎo)電材料與成型材料填充復(fù)合而成的一類新型導(dǎo)電材料。

三、小結(jié)

導(dǎo)電材料不僅可用于電子、化工等行業(yè)，還可廣泛應(yīng)用于軍事、信息安全等領(lǐng)域，市場(chǎng)前景極為廣闊。雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上導(dǎo)電材料產(chǎn)品種類繁多，但其在功能性導(dǎo)電材料的應(yīng)用至今還無(wú)法同時(shí)滿足導(dǎo)電性好、價(jià)格低、理化性能穩(wěn)定和顏色等要求。另外，我國(guó)部分高端導(dǎo)電材料目前仍依賴于從歐美等先進(jìn)國(guó)家進(jìn)口，導(dǎo)電材料領(lǐng)域的研究人員及相關(guān)企業(yè)還需繼續(xù)努力，特別是在復(fù)合導(dǎo)電材料方面尋找突破口，探索新型導(dǎo)電材料，以更好地滿足科技發(fā)展對(duì)導(dǎo)電材料更新更高的要求。

作者：李波濤

參考文獻(xiàn)：

1、《電磁屏蔽涂料中導(dǎo)電填料的研究進(jìn)展》，秦秀蘭，黃英等。

2、《納米石墨片/炭黑/氯醋樹脂復(fù)合導(dǎo)電膜的制備及性能研究》，李達(dá)等。