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TiN-Al2O3纳米复合材料的导电机理及导电性能的因素
发布时间:2021-03-24     作者:zl   分享到:

TiN-Al2O3纳米复合材料的导电机理

  TiN-Al2O3纳米复合材料是由导电相(TiN)和绝缘相(Al2O3)组成的导电材料,这类材料也称为添加型导电材料。关于此类材料的导电机理,一般的认为是所谓的渗透作用(Percolation)使材料具有导电能力,所谓的渗透作用,就是导电粒子相互接触,形成连续的一维、二维、三维网状结构,从而产生导电作用,当形成导电网络时,复合材料的电阻率将急剧下降,之后,随着导电相含量的进一步增加,导电网络得到进一步完善,复合材料的电阻率会进一步下降,但此时下降的幅度较小。

  为了科学地解释导电网络的形成,提出了许多渗透模型和数学方程,主要的渗透模型有统计渗透模型(Statistical percolation models)、热力学渗透模型(Thermodynamic percolation models)、几何渗透模型(Geometrical percolation models)和结构趋向渗透模型(Structure-oriented percolation models),在众多的理论模型中,结构一趋向渗透模型被认为是最为合理的一种模型,该模型试图从材料的微观结构上解释材料的导电性能及其影响因素。复合材料的微观结构如图1所示。

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1 TiN-Al2O3纳米复合材料的微观结构

  图中小黑色圆圈代表导电相TiN,大白色图形代表基体材料Al2O3。从图中可以看到,导电相TiN要达到一定的数量才能形成导电网络,形成导电网络时,导电相的浓度称之为临界渗透浓度。

影响TiN-AI2O3纳米复合材料导电性能的因素

TiN含量的影响

  TiNTiN-Al2O3纳米复合材料中的含量是影响其导电性能的最大因素,从前面的研究结果可以发现TiN的含量越高,复合材料的电阻率越小,这是因为TiN的含量高时,复合材料中形成的导电网络越完善,所以复合材料的导电性能越好。

TiN粒度的影响

  当导电相 TiN的含量一定时,粒度越小,颗粒的数量越多,颗粒之间相互接触的机会越多,越易形成导电网络,复合材料的导电性能越好,由此我们可以预期,用纳米材料作为导电相比用微米材料作导电相得到的复合材料的导电性能更好。研究结果也证实了这一点。

TiN在基体中分布均匀程度的影响

  由于导电相颗粒在基体材料中分布得越均匀,颗粒的团聚越少,颗粒的数量也就相对的越多,形成导电网络的概率越大,并且形成的导电网络越完善,复合材料的导电性能也就越好。前面的研究结果表明,用原位复合法制备的复合材料的导电性能比用球磨混合法制备的复合材料的导电性能要好,这是由于原位复合法能使TiN粒度更加均匀的分布在A2lO3基体中,减少了团聚,在相同含量、相同粒度的条件下,TiN颗粒的数量相对增加了,颗粒之间相互接触的机会增加了,容易形成导电网络或形成的导电网络更加完善,从而提高了复合材料的导电性能。

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【运输说明】:


极低温产品:极低温产品运输过程中加装干冰运输。

低温产品:低温产品运输过程中加装冰袋运输。

常温产品:常温产品运输过程中无需加冰或者特殊包装。


【目前合作的部分科研单位】:

重庆医科大学,西南大学,第三军医大学,西南交通大学,重庆大坪医院,四川大学,华西医院,电子科技大学,哈尔滨工业大学,吉林大学,长春应化所,沈阳药科大学,中国海洋大学,北京大学,清华大学,北京理工大学,北京师范大学,北京中医药大学,中国农业大学,北京市肿瘤防治研究所,北京军事医学科学院,中国科学院动物研究所,中国科学院化学研究所,第四军医大学,西安交通大学,湖南大学,中南大学,武汉大学,武汉协和医院,华中科技大学,中山大学,广东药科大学,深圳大学,华南理工大学,中国科研学院先进技术研究院,厦门大学,福州大学,浙江大学,南京大学,南京医科大学,东南大学,中国药科大学,苏州大学,山东大学,山东师范大学,上海交通大学,华东理工大学,复旦大学,郑州大学,河南烟草局,宁夏医科大学,新疆大学,中国人民大学,中国科学院苏州纳米研究所,国家纳米科学中心,武汉病毒研究所,中国科学院过程工程研究所,江苏省原子医学研究所,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院上海硅酸盐研究所,中国医学科学院生物医学工程研究所等等

 

【目前合作过的药厂】:

石药集团中奇制药技术(石家庄)有限公司,西安力邦制药有限公司,上海药明康德新药开发有限公司,安徽省国平药业有限公司,苏州亚盛药业有限公司,兆科药业(合肥)有限公司,南京绿叶制药有限公司,山东绿叶制药有限公司,大冢(上海)药物研究开发有限公司,国药集团化学试剂有限公司,长春金赛药业有限责任公司,成都苑东药业有限公司,浙江海正药业等。


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