導電陶瓷基本是在某些特定工況下（如高溫高壓環境）達到一定導電功能，其導電性難以媲美金屬導電材料。但如今有人告訴你，一種陶瓷膜常溫常壓下電阻率接近甚至達到鍍金膜的水平，導電性甚至可以輕松碾壓銅箔，這會不會顛覆你的認知？

TB導電陶瓷簡介

吉林大學材料工程學院胡建東教授課題組發明了稱之為一種新型TB導電陶瓷膜。這種薄膜的顆粒/晶粒是由富B（硼）層包裹TiN（氮化鈦）構成的復合顆粒，具有“殼/核”式特殊結構。TB顆粒的外殼是柔韌的富B層，有彈性模量低，殼層富有B元素，具有良好的潤濕性，和高的場致電子發射效率，減小顆粒間接觸電阻。核心是含有B原子的TiN(B)固溶體，導電性優于TiN。

縱向對比

胡教授介紹，TB薄膜導電性測試在蘇州晶格電子有限公司生產的ST2742B型電阻測試儀上進行，由公司檢測工程師親自操作，采用四探針法，探頭型號為ST2558B-F01。TB薄膜導電率為2x10^-7Ωm，優于Cu箔和現有導電陶瓷薄膜，達到了鍍金膜導電性水平。TB薄膜硬度高，耐磨損，抗氧化，恰好能彌補鍍金膜的缺點，具備替代鍍金膜制備電子產品潛力。

橫向對比

另外，筆者查找近年來在導電陶瓷方面的進展，發現有研究人員用氧化鋁粉體和鈦粉混合在氮氣氣氛下燒結的復合導電陶瓷，但并無實際應用示范。胡教授認為，目前商用導電陶瓷中TiN和TiB₂的導電性最好。TiN薄膜經常用于場發射晶體管門電極、太陽能電池電極和燃料電池雙極板集電體；TiB₂導電性比石墨好，是當前鋁電解槽的電極材料，是霍爾法精煉鋁石墨電極的替代者。

胡教授根據文獻數據對TiN和TiB2以及TB的電阻率數據橫向對比，如上表所示：【11-14】報道的是用不同方法各種溫度制備的TiN薄膜的電阻率；文獻【15-16】報道的是TiB2薄膜電阻率，這些報道值都高于TB薄膜的測量值，導電性不如TB薄膜。

應用方向

電連接器是電氣系統中重要的配置接口元件；接插件是電連接器的連接體，負責接收電連接器過來的電流信號，并把它們輸運到各個部件或子電路上，其可靠性直接關系到汽車、火車和飛機等運載器的安全性。

左圖表示電連接器上的插頭零件(引自文獻:孫淼等，航空電連接器接觸體局部鍍金工藝研究，航空制造技術，2015年,第9期,第70-72頁)；右圖顯示插頭和接插件端子配合。可把電連接器上的插件(POGO PIN)和接插件上的端子理解成是插頭和插座。這是一對配合體，它不僅要求有緊密的配合度，高的導電性，而且還需有良好的耐磨性和抗腐蝕性。插頭一般是圓柱形，直徑2毫米左右，基體多為銅合金，中間有銅、鎳、銀等金屬過度層，在最外表面鍍金。接插件上的端子與連接器插頭接觸，形成配合體，也要求鍍金。插頭和端子是決定電連接器質量的關鍵部件。

鍍金膜存在耐氧化性、耐腐蝕性、耐磨性差的固有問題，另外工藝復雜和環境污染問題又造成了成本高昂。鍍金電子產品延續至今有兩大理由：一是金的導電性、柔韌性和低彈性都非常優秀，現有自然金屬無法與其匹敵；二是一直沒有找到可替代金的人工合成材料。

新材料正是引領產業技術革命的關鍵，胡教授認為，電連接器插頭和接插件端子是非常適合采用TB薄膜的二個部件。TB薄膜合成方法工藝可靠，質量穩定，生產成本低，沒有污染，適合批量生產，與鍍金工藝相比，有明顯的競爭力。以TB薄膜替代鍍金膜可以解決上述問題，具有重要經濟價值和戰略意義。

粉體圈 郜白