مواد افزودنی چگونه بر عملکرد فیلم رسانا برقی تأثیر می گذارد؟

فیلم های رسانا الکتریکی (ECFS) اجزای مهم در طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی مدرن ، از صفحه لمسی و نمایشگرهای انعطاف پذیر گرفته تا سلول ها و سنسورهای خورشیدی هستند. این فیلم ها بسته به کاربرد ، امکان انجام برق را ضمن حفظ شفافیت ، انعطاف پذیری یا سایر خصوصیات مطلوب ، ارائه می دهند. ما به عنوان تأمین کننده پیشرو در فیلم های رسانا الکتریکی ، ما دائماً در حال بررسی راه های تقویت عملکرد آنها هستیم و یکی از مؤثرترین روش ها استفاده از مواد افزودنی است. در این پست وبلاگ ، ما به چگونگی تأثیر مواد افزودنی بر عملکرد فیلم های رسانا برقی می پردازیم.

1. انواع مواد افزودنی و عملکردهای کلی آنها

انواع مختلفی از مواد افزودنی وجود دارد که معمولاً در فیلم های رسانا الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند که هر یک عملکرد منحصر به فرد خود را دارند.

هدایت - افزایش مواد افزودنی

یکی از اهداف اصلی هنگام کار با ECF ، بهبود هدایت الکتریکی آنها است. هدایت - افزایش مواد افزودنی ، مانند نانولوله های کربن (CNT) ، گرافن و نانوذرات فلزی ، اغلب در ماتریس فیلم گنجانیده می شوند. CNT ها و گرافن به دلیل ساختارهای اتمی منحصر به فرد خود دارای هدایت الکتریکی ذاتی عالی هستند. هنگامی که به ECF اضافه شد ، آنها مسیرهای رسانا را در داخل فیلم تشکیل می دهند و به الکترون ها اجازه می دهند آزادتر جریان یابد. نانوذرات فلزی مانند نانوذرات نقره یا مس نیز می توانند هدایت را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. به عنوان مثال ، نانوذرات نقره دارای هدایت الکتریکی بالایی هستند و می توانند در ماتریس فیلم پراکنده شوند و یک شبکه نفوذ ایجاد می کنند که باعث افزایش هدایت کلی فیلم می شود.

خاصیت مکانیکی - بهبود مواد افزودنی

در بسیاری از برنامه ها ، ECF ها باید در برابر استرس مکانیکی مانند خم شدن ، کشش یا خراش مقاومت کنند. از مواد افزودنی مانند پلیمرهای دارای انعطاف پذیری بالا و چقرمگی می توان برای بهبود خصوصیات مکانیکی فیلم استفاده کرد. به عنوان مثال ، پلیمرهای الاستومریک می توانند اضافه شوند تا ECF انعطاف پذیرتر و مقاوم در برابر ترک خوردگی تحت تغییر شکل باشد. علاوه بر این ، برخی از پرکننده های معدنی ، مانند نانوذرات سیلیس ، می توانند سختی و مقاومت خراش فیلم را تقویت کنند. این مواد افزودنی ساختار فیلم را تقویت می کند و از آسیب در هنگام کار و استفاده عملی جلوگیری می کند.

ثبات - افزایش مواد افزودنی

ECF اغلب در معرض عوامل مختلف محیطی مانند اکسیژن ، رطوبت و گرما قرار می گیرد که می تواند عملکرد آنها را با گذشت زمان کاهش دهد. مواد افزودنی که ثبات را بهبود می بخشند برای اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت فیلم ها ضروری هستند. آنتی اکسیدان ها را می توان برای جلوگیری از اکسیداسیون مواد رسانا ، به ویژه برای فیلم های رسانا مبتنی بر فلز اضافه کرد. رطوبت - مواد افزودنی قابل حمل می توانند بخار آب را جذب کنند و فیلم را از اثرات مضر رطوبت محافظت کنند. گرما - از تثبیت کننده ها همچنین می توان برای جلوگیری از تخریب حرارتی اجزای فیلم در دمای بالا استفاده کرد.

2. تأثیر مواد افزودنی بر هدایت الکتریکی

علاوه بر این از رسانایی - افزایش مواد افزودنی می تواند تأثیر عمیقی بر عملکرد الکتریکی ECF داشته باشد. غلظت و وضعیت پراکندگی این مواد افزودنی عوامل مهمی است. هنگامی که غلظت مواد افزودنی رسانا زیر آستانه نفوذ باشد ، هدایت الکتریکی فیلم نسبتاً کم باقی می ماند زیرا مسیرهای رسانا کافی تشکیل نشده است. با افزایش غلظت فراتر از آستانه نفوذ ، یک شبکه رسانا مداوم برقرار می شود و هدایت فیلم به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

با این حال ، افزودن بیش از حد مواد افزودنی رسانا نیز می تواند اثرات منفی داشته باشد. به عنوان مثال ، اگر نانوذرات رسانا به خوبی نباشند - در ماتریس فیلم پراکنده شوند ، ممکن است تجمع یابد ، که می تواند مسیرهای رسانا را مختل کرده و هدایت کلی را کاهش دهد. علاوه بر این ، غلظت زیاد مواد افزودنی ممکن است بر شفافیت فیلم تأثیر بگذارد ، که یک خاصیت مهم برای برنامه های کاربردی مانند صفحه لمسی است. بنابراین ، یافتن غلظت بهینه و اطمینان از پراکندگی خوب مواد افزودنی رسانا ، چالش های اساسی در بهبود هدایت ECF است.

3. تأثیر بر خواص مکانیکی

همانطور که قبلاً ذکر شد ، خاصیت مکانیکی - بهبود افزودنی ها می توانند ویژگی های فیزیکی ECF را تغییر دهند. هنگامی که پلیمرهای الاستومریک برای افزایش انعطاف پذیری اضافه می شوند ، فیلم بدون از دست دادن هدایت الکتریکی خود می تواند خم یا کشیده شود. این امر به ویژه برای دستگاه های الکترونیکی انعطاف پذیر ، جایی که ECF نیاز به مطابقت با اشکال مختلف دارد ، بسیار مهم است.

از طرف دیگر ، پرکننده های معدنی می توانند سختی و مقاومت خراش فیلم را تقویت کنند. به عنوان مثال ، در برنامه های صفحه لمسی ، ECF باید در برابر خراش های استفاده روزانه مقاومت کند. نانوذرات سیلیس را می توان اضافه کرد تا یک لایه محافظ سخت روی سطح فیلم ایجاد شود ، از خراش ها و حفظ یکپارچگی لایه رسانا جلوگیری کند. با این حال ، اضافه کردن بیش از حد پرکننده های معدنی ممکن است فیلم را شکننده کند ، انعطاف پذیری آن را کاهش داده و خطر ترک خوردگی تحت استرس را افزایش می دهد.

4. تأثیر بر ثبات

پایداری - افزایش مواد افزودنی نقش مهمی در اطمینان از عملکرد طولانی مدت ECF دارند. آنتی اکسیدان ها می توانند از اکسیداسیون مواد رسانا جلوگیری کنند ، که به ویژه برای فیلم های رسانا مبتنی بر فلز بسیار مهم است. اکسیداسیون می تواند اکسیدهای فلزی عایق بر روی سطح ذرات رسانا تشکیل دهد و مقاومت فیلم را افزایش می دهد. با افزودن آنتی اکسیدان ها ، فرآیند اکسیداسیون می تواند کند شود و هدایت الکتریکی فیلم را به مرور زمان حفظ کند.

مواد افزودنی رطوبت - مواد افزودنی می توانند بخار آب را جذب کنند ، که برای ECF هایی که نسبت به رطوبت حساس هستند مفید است. رطوبت می تواند باعث خوردگی اجزای فلزی و تورم ماتریس های پلیمری شود که هر دو می توانند عملکرد فیلم را کاهش دهند. گرما - تثبیت کننده ها نیز برای برنامه هایی که ECF در معرض دمای بالا قرار دارد نیز مهم است. آنها می توانند از تجزیه حرارتی اجزای فیلم جلوگیری کنند ، و اطمینان حاصل می کنند که این فیلم خصوصیات الکتریکی و مکانیکی خود را در دمای بالا حفظ می کند.

5. تعامل بین مواد افزودنی و سایر مؤلفه های فیلم

توجه به این نکته حائز اهمیت است که مواد افزودنی در انزوا عمل نمی کنند بلکه با سایر مؤلفه های ECF تعامل دارند. به عنوان مثال ، سازگاری بین مواد افزودنی رسانا و ماتریس پلیمر برای دستیابی به پراکندگی خوب بسیار مهم است. اگر افزودنی و ماتریس سازگار نباشند ، افزودنی ممکن است جمع شود و منجر به عملکرد ضعیف فیلم شود.

وجود مواد افزودنی همچنین می تواند بر روند پخت فیلم تأثیر بگذارد. برخی از مواد افزودنی ممکن است به عنوان کاتالیزور یا مهار کننده های واکنش پلیمریزاسیون در طی فرایند شکل گیری فیلم عمل کنند. بنابراین ، توجه دقیق به این فعل و انفعالات هنگام تدوین ECF با مواد افزودنی ضروری است.

6. برنامه ها و الزامات افزودنی مرتبط

برنامه های صفحه لمسی

در برنامه های صفحه لمسی ، ECF ها نیاز به هدایت بالا ، شفافیت خوب و انعطاف پذیری مکانیکی عالی دارند. برای هدایت ، نانولوله های کربن یا نانوذرات ایندیم - قلع (ITO) اغلب به عنوان مواد افزودنی استفاده می شوند. برای حفظ شفافیت ، افزودنی ها باید خوب باشند - با غلظت کم پراکنده شوند. خاصیت مکانیکی - بهبود مواد افزودنی نیز برای اطمینان از اینکه فیلم می تواند در برابر لمس و فشار مکرر بدون آسیب مقاومت کند ، ضروری است.

کاربردهای سلول خورشیدی

سلولهای خورشیدی برای جمع آوری و انتقال کارآمد حامل های بار تولید شده به ECF هایی با هدایت بالا نیاز دارند. رسانایی - افزایش مواد افزودنی مانند گرافن یا نانوسیم های فلزی معمولاً استفاده می شود. علاوه بر این ، پایداری - افزایش مواد افزودنی بسیار مهم است زیرا سلولهای خورشیدی برای مدت طولانی در معرض نور خورشید ، گرما و رطوبت قرار می گیرند. آنتی اکسیدان ها و رطوبت - مواد افزودنی قابل حمل می توانند به محافظت از لایه رسانا در برابر تخریب ، بهبود کارایی کلی و طول عمر سلول خورشیدی کمک کنند.

7. نتیجه گیری و فراخوانی به عمل

مواد افزودنی نقش چند جانبه ای در تأثیرگذاری بر عملکرد فیلم های رسانا برقی دارند. آنها می توانند هدایت ، بهبود خصوصیات مکانیکی و افزایش ثبات را افزایش دهند و باعث می شوند فیلم ها برای طیف گسترده ای از برنامه ها مناسب تر شوند. ما به عنوان تأمین کننده پیشرو در فیلم های رسانا برقی ، ما تجربه گسترده ای در تدوین فیلم ها با مواد افزودنی مختلف برای رفع نیازهای متنوع مشتریان داریم.

اگر به دنبال فیلمهای رسانا برقی با کیفیت بالا با عملکرد بهینه شده هستید ، ما در اینجا هستیم تا بهترین راه حل ها را برای شما ارائه دهیم. ما طیف وسیعی ازفیلم اکرانبافیلم مقاوم در برابر زنگ زدگیوتفیلم ضد پیریگزینه ها ، همه اینها را می توان با توجه به الزامات خاص شما سفارشی کرد. این که آیا شما در صفحه لمسی ، سلول خورشیدی یا سایر صنایع الکترونیکی قرار دارید ، تیم متخصص ما می تواند با شما همکاری کند تا مناسب ترین فیلم های رسانا الکتریکی را برای کاربردهای شما تهیه کند. امروز برای شروع بحث تهیه و بررسی چگونگی محصولات ما می توانند پروژه های شما را ارتقا دهند.

منابع

• SH Le ، et al. ، "افزودنی - کامپوزیت های پلیمری رسانا پیشرفته برای الکترونیک انعطاف پذیر ،" مواد پیشرفته ، جلد. 30 ، نه. 21 ، 2018.
• X. Zhang ، et al. ، "تأثیر افزودنی ها بر عملکرد فیلم های رسانا شفاف مبتنی بر نانوسیم نقره ای ،" Nanoscale ، جلد. 8 ، نه. 32 ، 2016.
• L. Wang ، و همکاران ، "بهبود پایداری فیلم های رسانا برقی مبتنی بر ارگانیک با استفاده از مواد افزودنی" ، مجله مواد شیمی C ، جلد. 6 ، نه. 18 ، 2018.