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导电橡胶是将玻璃镀银、铝镀银、银等导电颗粒均匀分布在硅橡胶中,通过压力使导电颗粒接触,达到良好的导电性能。在军事和商业上都有应用。其主要作用是密封和电磁屏蔽。产品可以模压或挤出成形,有片装或其他的冲切形状可供选择。屏蔽性能高达120 dB (10 GHz)。分为CONSIL-NC(石墨镀镍填硅橡胶)CONSIL-V (银填充硅橡胶挤出衬垫) CONSIL-A (铝镀银填硅橡胶) CONSIL-N (镍镀银填硅橡胶) CONSIL-C(铜镀银填硅橡胶) SC-CONSIL(石墨填硅橡胶CONSIL-R (纯银填硅橡胶) CONSIL-II(银填硅橡胶模制衬垫)等
原理:
电磁屏蔽
主要原理有二:1.导电橡胶内填充的导电颗粒当填充一定体积份数时,相互接触,形成电子连续状态,当外界电磁场到导电橡胶外部时,强烈的电磁波打到导电颗粒自由电子上,自由电子自由运动,自由电子在运动过程中形成与外界电磁场相反的电磁场,内外电磁场相互抵消,达到削弱电磁干扰波的作用;2.另外一个原理是能量转化,能量守恒定律,电磁波打到自由电子上,自由电子运动过程中,由于导电颗粒是有一定电阻,产生热量,即电磁干扰波——自由电子运动动能——热能,以削弱电磁干扰波。
依据电流、电压和电阻的关系,只要有电压降时,总是会存在一定电流流动,只是电流太小,人感觉不到。导电橡胶的体积电阻相对金属还是很大,依据体积电阻与距离成正比的关系,距离越长,阻值越大。在医用电极上,导电橡胶已经被广泛应用,此时导电橡胶电极较薄,一般是在1mm以下,电极只是在上下二个面接触,即距离只有1mm,这时导电橡胶是完全通电的。
用途
导电橡胶具有良好的电磁密封和水汽密封能力,在一定压力下能够提供良好的导电性(抑制频率达到40GHz)。
产品满足美军标MIL-G-83528在电子、电信、电力、军工、航空、航天、舰船等领域中广泛应用。该产品主要以高性能硅橡胶为基料,配特种填料(如铜镀银、铝镀银、玻璃镀银、石墨镀镍颗粒等)和助剂,并经严格受控的工艺制作而成,体积电阻率可达0.004欧*厘米,稳定性好。
应用
导电橡胶通常是指体积电阻在10的9次欧姆厘米以内,由于橡胶是优良的绝缘体,体积电阻大于10的14次左右。导电橡胶分为防静电级别导电橡胶,体积电阻在10的5次至10的9次方之间,导电炭黑填充的导电橡胶,体积电阻通常可保持在几千欧,甚至更低至一二百欧,再低低于50欧姆厘米的已经是难度非常大。当体积电阻低于10欧姆厘米以下时,导电橡胶即具有电磁屏蔽功能。下文讲的即是体积电阻在10欧姆厘米以下,主要用于电磁屏蔽场合,也用于机箱、机柜、方舱等电子和微波波导系统,连接器衬垫等。
其他导电橡胶介绍
FIP (Form-In-Place)导电橡胶,是针对尺寸小之又小的电磁密封衬垫需求,出现的一类新型高性能电磁屏蔽复合材料,在电磁屏蔽材料行业中,通常称作点胶 导电橡胶。这种材料被专门设计为流体状态,由单组分或双组分硅橡胶和金属基导电性填料均匀混合制成。
FIP,又被称为点胶成形、现场成形、就地成形、原位成形、表面点胶和表面滴胶,指得是导电橡胶的成形方法。
使用时,通过计算机操作的数控机床,将流体状态的未固化导电橡胶,施加气压后从针头点涂于法兰表面的指定位置。点出的胶料不流淌、不变形,接触空气中的湿气,在室温下即可原位成形,固化后和基底形成永久粘结。
FIP导电橡胶,主要功能是在导电表面之间提供低阻抗和柔性连接,而且提供环境密封,直接用于待屏蔽部位。由于其具有良好的触变性和粘接性,可方便的直接应用在多种金属化塑料和金属材料制成的法兰表面上。
项目 | 导电填料 | | | | | | |
银 | 镍-铜 | 银-镍 | 银-铝 | 银-玻璃 | 银包铜 | 炭黑 | |
邵尔A型硬度/度 | 65±5 | 5±5 | 75±5 | 65±5 | 65±5 | 65±10 | 65±7 |
拉伸强度/MPa | ≥2.07 | ≥1.38 | ≥1.38 | ≥1.38 | ≥1.03 | ≥1.38 | ≥3.80 |
拉断伸长率/% | ≥200 | ≥100 | ≥100 | >100 | ≥75 | ≥100 | >100 |
压缩永久变形(70 h×l00℃)/% | ≤45 | ≤32 | ≤32 | ≤32 | ≤30 | ≤30 | ≤45 |
最高使用温度/℃ | 160/200 | 125 | 125 | 160/200 | 160 | 150 | 200 |
导电性能及电性能稳定性/(Ω·cm) | ≤0.002 | ≤0.004 | ≤0.005 | ≤0.008 | ≤0.009 | ≤0.1 | ≤8.0 |
屏蔽效能/dB | | | | | | | |
≥200 kHz(磁场) | 70 | 70 | 70 | 60 | 70 | NA | - |
100 MHz(电场) | 120 | 120 | 120 | 115 | 120 | 100 | 80 |
500 MHz(电场) | 120 | 120 | 120 | 110 | 120 | 100 | 80 |
2 GHz(平面波) | 120 | 120 | 115 | 105 | 120 | 100 | 60 |
10 GHz(平面波) | 120 | 120 | 110 | 100 | 120 | 100 | 50 |
性能特点对比 | | | | | | | |
屏蔽效能 | 优 | 良 | 良 | 良 | 中 | 中 | 差 |
成本 | 最高 | 较高 | 较高 | 高 | 中 | 低 | 最低 |
耐腐蚀性 | 优级 | 差 | 良 | 优 | 良 | 中 | 差 |