전자파 간섭 차폐 전도성 고무의 메커니즘

전도 메커니즘

전도성 고무는 복합 전도성 고분자 재료이며, 전도성 메커니즘에는 주로 거시적 침투이론 (전도성 경로 메커니즘), 미시적 양자역학적 터널링 효과 및 미시적 양자역학적 장 방출 효과가 포함된다.

(1) 전도성 경로 메커니즘 고무 내 전도성 충전제의 양이 특정 임계값까지 증가하면 고무 내부에보다 완전한 전도성 경로망이 형성되고, 고무의 비저항은 급격히 떨어지게 된다.비저항과 전도성 필러의 양의 관계에서는 좁은 변이 영역이 있는데, 전도성 필러의 양이 조금만 변화해도 고무 비저항에 큰 변화가 생기게 되는데,이 현상을 천공 현상이라고 하며, 보통 전도성 필러의 임계량을 천공 값이라고 한다.

(2) 전도성 필러의 양이 적고, 고무 매트릭스 내 전도성 입자 간 거리가 크며, 복합재료의 미세구조에 전도성 경로망이 형성되지 않았을 때 터널효과 (Tunnel effect)이 때에도 전도성 입자 간 열진동 전자의 이동에 의한 전도성 현상이 여전히 있을 수 있으며, 전도성 전류는 전도성 입자 간극의 폭의 지수함수이다.터널링 효과는 거의 서로 가까운 전도성 입자 사이에서만 발생하며, 간극이 큰 전도성 입자 사이에는 전류전도가 일어나지 않는다.

(3) 필드 방출 효과
전도성 필러의 양이 작고 고무 매트릭스 내부의 전도성 입자 간의 거리가 클 때, 전도성 입자 내부의 전기장이 강하면 전자는 고분자 인터페이스 장벽을 뛰어 넘어 인접한 전도성 입자로 점프하여 장 방출 전류를 발생시키고 전도성 네트워크를 형성할 수 있는 큰 기회를 갖게 됩니다.

전도성 고무에는 전도성 경로 메커니즘, 터널 효과 및 전계방출 효과가 동시에 존재하며, 이는 다른 조건에서 하나 또는 두 가지 메커니즘에 의해 지배될 수 있습니다.전도성 필러가 임계량 이상일 때 전도성 경로가 주요 전도 모드, 즉 전도성 경로 메커니즘이 주요 전도입니다.전도성 필러의 양이 작거나 가해진 전압이 작으면 분리된 전자나 그 집합체의 간격이 커서 전도에 참여할 수 없고, 열진동의 들뜬 전자가 전이하여 큰 터널 전류를 형성하여 주로 터널 효과를 나타낸다.필러의 양이 작고 입자 간 내부 전기장이 강할 때 매트릭스층은 내부 분포 커패시턴스와 동일하며 전계방출 효과는 더욱 크게 나타난다.