基本信息
- 项目名称：
- 基于扫描电子显微镜所用导电树脂的制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品名为基于扫描电子显微镜观察用导电树脂，是通过在合成树脂中按一定比例加入导电颗粒，使合成树脂具备一定的导电能力，从而便于使用扫描电子显微镜观察冷镶入树脂中的样品，避免放电现象的产生，提高成像质量。
- 详细介绍：
- 本作品名为基于扫描电子显微镜观察用导电树脂，是我们在合成树脂加热融化后，加入Sn-Ag-Cu粉，并搅拌均匀，然后固化成型，从而使绝缘的树脂具备一定的导电能力。导电合成树脂用于实验室中使用扫描电子显微镜对样品的处理和观察，且无需对其进行导电处理。 导电树脂各组分所占的质量百分比为：金属粒子：63-68%环氧树脂30-35%、固化剂：2-4%;其中，所述的金属粒子为Sn-Ag-Cu粉。导电树脂的导电性是由填充的金属粒子提供，树脂内部金属粒子之间相互接触形成导电通路。固化剂是乙二胺，加快树脂的固化，用于样品的冷镶。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品名为基于扫描电子显微镜观察用导电树脂，是我们在合成树脂加热融化后，加入Sn粉、Sn-Ag-Cu粉中的一种，并搅拌均匀，然后固化成型，从而使绝缘的树脂具备一定的导电能力。导电合成树脂用于实验室中使用扫描电子显微镜对样品的处理和观察，且无需对其进行导电处理。 本作品的创新点是在环氧树脂中加入Sn-Ag-Cu粉，从而使树脂具备导电性能。通常使用SEM对小尺寸样品进行观察时，需要将样品镶入树脂中进行抛光并进行导电处理。实验室中常用的导电处理方法是金属镀膜法。金属镀膜法是采用特殊装置将电阻率小的金属，如金、铂、钯等蒸发后覆盖在样品表面的方法。这种方法有两点不足。一是覆盖在样品表面的金属膜会阻止x射线的射入，从而无法对样品进行能谱分析；二是此方法需特定的仪器，操作复杂，耗时长，且成本较高。 相对的，由于本作品具备导电性能，故可直接用于样品抛光和SEM观察，无需导电处理，且对样品没有影响，所以更有利于使用SEM对样品进行分析；另外，本作品无需另外的仪器，其制作过程简单易行，省时省力，且成本低廉。 导电树脂各组分所占的质量百分比为：金属粒子：63-68%环氧树脂30-35%、固化剂：2-4%;其中，所述的金属粒子为Sn-Ag-Cu粉。导电树脂的导电性是由填充的金属粒子提供，树脂内部金属粒子之间相互接触形成导电通路。固化剂是乙二胺，加快树脂的固化，用于样品的冷镶。
科学性、先进性
- 本作品与现有技术相比较，能够较好地解决使用SEM观察时样品的处理问题。第一，而本作品中的Sn-Ag-Cu粉相互接触，在环氧树脂中形成纵向的导电通路，使树脂具备导电性能，能有效防止放电现象的发生。第二，本作品用于样品的冷镶。可用于熔点较低的金属。第三，本作品在SEM观察时无需喷金，故能够很好地进行样品的能谱分析。第四，本作品的主要材料都是常见物质，原料丰富，易于加工，成本较低。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于2011年4月在第五届北京工业大学“挑战杯”课外科技作品竞赛中获得校级一等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 我们应用了树脂与填充物的混合技术以及电阻率的测定技术，运用合成树脂和不同的添加剂，在价格可以接受的条件下，达到我们所需要的导电性能。我们的作品具有良好的导电效果，改变了一般树脂不导电的情况；一旦成功制备，可以逐步取代现在实验室中常用的金属镀膜法，克服其操作难、价格贵等缺点。 本作品的主要填充物Sn-Ag-Cu粉，市场价格在200元/kg左右,国内其他同类研究成果中多以银包铜粉或炭黑为填充物，银包铜粉的市场价格为450元/kg，炭黑为300-400元/kg。相比之下本作品成本大幅降低。 本作品导电合成树脂可以加工成型，主要应用于扫描电子显微镜的样品处理和观察。本作品也可应用于其他的轻质导电材料应用领域，如电子、电器领域中生产精密电子元件所需的防静电周转箱、晶片载体等，前景可以说不言而喻。推广以后可以应用材料成型技术，制作成各种应用于特定场所的不同形状和规格。
同类课题研究水平概述
- 电聚合物材料是功能材料的一个重要分支，复合导电填充材料是指以通用聚合物为基体，并采用物理化学方法复合后而得到的既具有一定的导电性能，又保持了集体树脂特性的多项复合材料。从80年代开始，搞到点的填充复合型树脂的研究与开发非常踊跃，主要在于适应电磁波屏蔽和大量抗静电领域的需要。一般来说，体积电阻率在104Ω—107Ωcm时，即可作为抗静电材料，也可以作为面状发热体、电极材料、104Ωcm以下的可用作电磁波屏蔽材料。炭黑填充型导电树脂是目前应用最广，用量最大的复合导电材料，同时炭黑又是一种耐热性抗阳性和光屏蔽剂，对防止烯烃的老化有利。它预料来源广，成本低；加工方便，无需特殊设备；性能比较稳定，适合绝大多数企业，因而受到重视。 目前在国内塑料行业中，炭黑的用量大，但很大一部分被进口产品所占据。现有的国内产品较国外的产品无论在规模、工艺水平上都有较大差距。因此，加大对新品质炭黑的开发、共混过程的动力学、热力学以及流变学等基础领域的研究，具有重要的实际意义。 参考资料：炭黑填充型导电树脂的应用研究进展；陆玉本、吴兆权等编；中图分类号：TQ324.8 文献标识码：A 文章编号：1001-9456（2002）03-0045-03
