定义
导电体是容易导电的物体,即是能够让电流通过材料。(不容易导电的物体则叫绝缘体,所以并不是能导电的物体叫导体,不能导电的物体叫绝缘体,这是一般人常犯的错误)。
分类
电子导体
电子导体有金属,石墨及某些金属的化合物(如WC)等,它是靠自由电子的定向运动而导电,在导电过程中自身不发生化学变化。金属导体里面有自由运动的电子,导电的原因是自由电子,当温度升高时由于导电物质内部质点的热运动加剧,阻碍自由电子的定向运动,因而电阻增大,导电能力降低。半导体随温度其电阻率逐渐变小。导电性能大大提高,导电原因是半导体内的空穴和电子对。
离子导体
离子导体依靠离子的定向运动(即离子的定向迁移)而导电,例如电解质溶液或熔融的电解质等。当温度升高时,由于溶液的黏度降低,离子运动速度加快,在水溶液中离子水化作用减弱等原因,导电能力增强。
定义
在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。
几种金属导电性能:
银 100
铜99
金74
铝61
大小依次为 银 铜 金 铝 镍 钢 合金
几种导体材料在温度20℃时的电阻率:
银 1.6*10^-8
铜 1.7*10^-8
铝 2.9*10^-8
钨 5.3*10^-8
铁 1.0*10^-7
锰铜合金 4.4*10^-7
捏铝合金 5.0*10^-7
镍铬合金 1.0*10^-6
渗流现象
导电体与绝缘体复相陶瓷的导电性能符合渗流理论,其渗流转变曲线受多种因素的影响,除导电相与绝缘相二相组成的配比外,还受到二相颗粒的尺寸、形状及分布的影响,复相陶瓷的烧成温度、温度制度影响了临界指数、晶粒粒径比及晶界层,从而也影响渗流转变曲线。
渗流理论
影响渗流阀值的因素
对于球状或近似球状颗粒的二组成相,二相的晶粒在空间随机填充,则此类复合材料的渗流阀值在0.01到大于0.5之间变化,渗流阀值的具体数值完全依赖于二相晶粒的结构参数,如晶粒尺寸、形状及分布。
1、渗流阀值与晶粒尺寸的关系:
2、渗流阀值与晶粒形状的关系:
当导电相晶粒非球状时,则由于长条状晶粒比球状晶粒易于相互连接而形成渗流通路,因此与类似条件下球状粒子相比,其渗流阀值Vc将减小。如碳纤维(L /d= 100)与环氧树脂的复合材料,其渗流阀值Vc可低到0.0055。引入排除体积 (Vex )的概念后 ,其渗流阀值可表示为:
Vc = 1- ex p [- Bc*V / < Vex > ]
应用
导电相与绝缘相复合,其复合材料的电导率遵循渗流理论,符合渗流转变曲线,而渗流转变曲线受多种因素的影响,因而可以通过控制上述影响因素,使导电相与绝缘相的复合符合所期望的渗流转变曲线,进而获得所需的烧结产物,取得最佳的效果。
有机导电体
有机化合物也会导电
长期以来,就导电性能而言,人们往往习惯于把有机化合物看作是绝缘体。但实际情况并非完全如此。 随着高分子化学和合成技术的发展,对于固体有机化合物电子电导的机理,已了解得相当清楚。在工业中用作导体的石墨,实际上就是具有金属导电性能的典型有机高分子化合物。
分子固体的电子电导机理
提高电导率的途径
广泛应用有机导电体的前景
要使有机导电体在广泛的工业部门得到应用,除了应进一步提高其电导率外,还得注意其机械性能和加工性能。所以必须使有机导电体的组分有一部分或全部是高分子化合物。 最理想的设计是,处于结晶区的分子能提供金属电导,而处于非晶区的分子则提供韧性和加工性。在有机导电体加工成形之后,还可以进行后处理,以使结晶区进一步完善而提高电导率。