研究生电子材料-第一讲.pptVIP

《电子材料》第一讲双电层型超级电容器材料活性碳电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极碳纤维电极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、毡等经过增强，喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极碳气凝胶电极材料，先制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料碳纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材料，可以制得非常优良的超级电容器电极赝电型超级电容器材料包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料，金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料，活性炭作为负极材料制备的超级电容器，导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极，以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度，除NiOx型外，其它类型多处于研究阶段，还没有实现产业化生产电极。金属材料电子材料范畴无机陶瓷材料有机高分子材料复合材料2.电子材料的分类按用途划分：结构电子材料和功能电子材料：结构电子材料是指能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料功能电子材料是指除强度性能外，还有特殊性能，或能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料按化学组成划分：无机电子材料和有机电子材料：无机电子材料以可分为金属材料（以金属键结合）和非金属材料（以离子键和共价键结合）有机电子材料主要是指高分子材料（以共价键结合）按材料的物理性质和应用领域划分：物理性质划分：导电材料、超导材料、半导体材料、绝缘材料、压电铁电材料、磁性材料、光电材料和敏感材料等应用领域划分：微电子材料、印刷电路板材料、电容器材料、光电子材料、电声材料等传统电子材料与先进电子材料：传统电子材料：………先进电子材料：纳米材料、仿生智能材料、先进复合材料、生物电子材料、新型有机电子材料、电子薄膜、微电子材料3.电子材料研究的范畴导电材料电介质材料半导体材料磁性材料功能电子材料电子复合材料薄膜电子材料电子辅助材料导电材料的分类：按凝聚态：气体、液体和固体导电材料；按化学类别：有机和无机导电材料；按元素类别：金属和非金属导电材料；按导电能力：导体材料和电阻材料；按导电机理：电子导电型和离子导电型。导电材料的导电参数：电导率（S/m）、百分电导率。导电聚合物的特点：同时存在电子导电和离子导电机制理，主要包括的聚合物种类有共轭聚合物、电子转移型复合物、离子自由基复盐复合物、金属络合物复合物。导电材料的应用：导线、接头、电子元器件、热电偶、熔断、焊接、电池。导电材料的性能测试：电导率、温度电阻系数、膨胀系数、热导率、热电势。（1）导电材料所谓导电高分子是由具有共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”，使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。通常导电高分子的结构特征是由有高分子链结构和与链非键合的一价阴离子或阳离子共同组成。即在导电高分子结构中，除了具有高分子链外，还含有由“掺杂”而引入的一价对阴离子（p型掺杂）或对阳离子（n型掺杂）。导电高分子的类型结构型导电高分子：结构型导电高分子本身具有“固有”的导电性，由聚合物结构提供导电载流子（包括电子、离子或空穴）。这类聚合物经掺杂后，电导率可大幅度提高，其中有些甚至可达到金属的导电水平；复合型导电高分子：复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭黑、金属粉、箔等，通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用；超导聚合物目前已经发现聚氮硫在0.2K时具有超导性，研究的目标是超导临界温度达到液氮温度（77K）以上，甚至是常温超导材料。导电聚合物实例：迄今为止，国内外对结构型导电高分子研究得较为深入的品种有聚乙炔、聚对苯硫醚、聚对苯撑、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩以及TCNQ传荷络合聚合物等。其中以掺杂型聚乙炔具有最高的导电性，其电导率可达5×103～104S·cm-1（金属铜的电导率为105S·cm-1）聚乙炔顺式：σ＝10-7Ω-1·cm-1反式：σ＝10-3Ω-1·cm-1聚苯撑σ＝10-3Ω-1·cm-1聚并苯σ＝10-4Ω-1·cm-1热解聚丙烯腈σ＝10-1Ω-1·cm-1聚苯硫醚σ＝10-2Ω-1·cm-1（2）介电材料介电材料的分类绝缘材料，定义：电阻大于108Ω/m的材料；电介质材料，具有高介电常数的绝缘材料，在外电场条件下，可利用自身的极化使材料的两极能够贮存巨大的电量，常用于电容器介电材料的重要参数电阻率、介电常