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基本信息

項(xiàng)目名稱：
基于掃描電子顯微鏡所用導(dǎo)電樹脂的制備
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本作品名為基于掃描電子顯微鏡觀察用導(dǎo)電樹脂，是通過(guò)在合成樹脂中按一定比例加入導(dǎo)電顆粒，使合成樹脂具備一定的導(dǎo)電能力，從而便于使用掃描電子顯微鏡觀察冷鑲?cè)霕渲械臉悠?，避免放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高成像質(zhì)量。
詳細(xì)介紹：
本作品名為基于掃描電子顯微鏡觀察用導(dǎo)電樹脂，是我們?cè)诤铣蓸渲訜崛诨?，加入Sn-Ag-Cu粉，并攪拌均勻，然后固化成型，從而使絕緣的樹脂具備一定的導(dǎo)電能力。導(dǎo)電合成樹脂用于實(shí)驗(yàn)室中使用掃描電子顯微鏡對(duì)樣品的處理和觀察，且無(wú)需對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)電處理。 導(dǎo)電樹脂各組分所占的質(zhì)量百分比為：金屬粒子：63-68%環(huán)氧樹脂30-35%、固化劑：2-4%;其中，所述的金屬粒子為Sn-Ag-Cu粉。導(dǎo)電樹脂的導(dǎo)電性是由填充的金屬粒子提供，樹脂內(nèi)部金屬粒子之間相互接觸形成導(dǎo)電通路。固化劑是乙二胺，加快樹脂的固化，用于樣品的冷鑲。

作品圖片

  • 基于掃描電子顯微鏡所用導(dǎo)電樹脂的制備
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本作品名為基于掃描電子顯微鏡觀察用導(dǎo)電樹脂，是我們?cè)诤铣蓸渲訜崛诨?，加入Sn粉、Sn-Ag-Cu粉中的一種，并攪拌均勻，然后固化成型，從而使絕緣的樹脂具備一定的導(dǎo)電能力。導(dǎo)電合成樹脂用于實(shí)驗(yàn)室中使用掃描電子顯微鏡對(duì)樣品的處理和觀察，且無(wú)需對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)電處理。 本作品的創(chuàng)新點(diǎn)是在環(huán)氧樹脂中加入Sn-Ag-Cu粉，從而使樹脂具備導(dǎo)電性能。通常使用SEM對(duì)小尺寸樣品進(jìn)行觀察時(shí)，需要將樣品鑲?cè)霕渲羞M(jìn)行拋光并進(jìn)行導(dǎo)電處理。實(shí)驗(yàn)室中常用的導(dǎo)電處理方法是金屬鍍膜法。金屬鍍膜法是采用特殊裝置將電阻率小的金屬，如金、鉑、鈀等蒸發(fā)后覆蓋在樣品表面的方法。這種方法有兩點(diǎn)不足。一是覆蓋在樣品表面的金屬膜會(huì)阻止x射線的射入，從而無(wú)法對(duì)樣品進(jìn)行能譜分析；二是此方法需特定的儀器，操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，且成本較高。 相對(duì)的，由于本作品具備導(dǎo)電性能，故可直接用于樣品拋光和SEM觀察，無(wú)需導(dǎo)電處理，且對(duì)樣品沒(méi)有影響，所以更有利于使用SEM對(duì)樣品進(jìn)行分析；另外，本作品無(wú)需另外的儀器，其制作過(guò)程簡(jiǎn)單易行，省時(shí)省力，且成本低廉。 導(dǎo)電樹脂各組分所占的質(zhì)量百分比為：金屬粒子：63-68%環(huán)氧樹脂30-35%、固化劑：2-4%;其中，所述的金屬粒子為Sn-Ag-Cu粉。導(dǎo)電樹脂的導(dǎo)電性是由填充的金屬粒子提供，樹脂內(nèi)部金屬粒子之間相互接觸形成導(dǎo)電通路。固化劑是乙二胺，加快樹脂的固化，用于樣品的冷鑲。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本作品與現(xiàn)有技術(shù)相比較，能夠較好地解決使用SEM觀察時(shí)樣品的處理問(wèn)題。第一，而本作品中的Sn-Ag-Cu粉相互接觸，在環(huán)氧樹脂中形成縱向的導(dǎo)電通路，使樹脂具備導(dǎo)電性能，能有效防止放電現(xiàn)象的發(fā)生。第二，本作品用于樣品的冷鑲。可用于熔點(diǎn)較低的金屬。第三，本作品在SEM觀察時(shí)無(wú)需噴金，故能夠很好地進(jìn)行樣品的能譜分析。第四，本作品的主要材料都是常見物質(zhì)，原料豐富，易于加工，成本較低。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

本作品于2011年4月在第五屆北京工業(yè)大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競(jìng)賽中獲得校級(jí)一等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

我們應(yīng)用了樹脂與填充物的混合技術(shù)以及電阻率的測(cè)定技術(shù)，運(yùn)用合成樹脂和不同的添加劑，在價(jià)格可以接受的條件下，達(dá)到我們所需要的導(dǎo)電性能。我們的作品具有良好的導(dǎo)電效果，改變了一般樹脂不導(dǎo)電的情況；一旦成功制備，可以逐步取代現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中常用的金屬鍍膜法，克服其操作難、價(jià)格貴等缺點(diǎn)。 本作品的主要填充物Sn-Ag-Cu粉，市場(chǎng)價(jià)格在200元/kg左右,國(guó)內(nèi)其他同類研究成果中多以銀包銅粉或炭黑為填充物，銀包銅粉的市場(chǎng)價(jià)格為450元/kg，炭黑為300-400元/kg。相比之下本作品成本大幅降低。 本作品導(dǎo)電合成樹脂可以加工成型，主要應(yīng)用于掃描電子顯微鏡的樣品處理和觀察。本作品也可應(yīng)用于其他的輕質(zhì)導(dǎo)電材料應(yīng)用領(lǐng)域，如電子、電器領(lǐng)域中生產(chǎn)精密電子元件所需的防靜電周轉(zhuǎn)箱、晶片載體等，前景可以說(shuō)不言而喻。推廣以后可以應(yīng)用材料成型技術(shù)，制作成各種應(yīng)用于特定場(chǎng)所的不同形狀和規(guī)格。

同類課題研究水平概述

電聚合物材料是功能材料的一個(gè)重要分支，復(fù)合導(dǎo)電填充材料是指以通用聚合物為基體，并采用物理化學(xué)方法復(fù)合后而得到的既具有一定的導(dǎo)電性能，又保持了集體樹脂特性的多項(xiàng)復(fù)合材料。從80年代開始，搞到點(diǎn)的填充復(fù)合型樹脂的研究與開發(fā)非常踴躍，主要在于適應(yīng)電磁波屏蔽和大量抗靜電領(lǐng)域的需要。一般來(lái)說(shuō)，體積電阻率在104Ω—107Ωcm時(shí)，即可作為抗靜電材料，也可以作為面狀發(fā)熱體、電極材料、104Ωcm以下的可用作電磁波屏蔽材料。炭黑填充型導(dǎo)電樹脂是目前應(yīng)用最廣，用量最大的復(fù)合導(dǎo)電材料，同時(shí)炭黑又是一種耐熱性抗陽(yáng)性和光屏蔽劑，對(duì)防止烯烴的老化有利。它預(yù)料來(lái)源廣，成本低；加工方便，無(wú)需特殊設(shè)備；性能比較穩(wěn)定，適合絕大多數(shù)企業(yè)，因而受到重視。 目前在國(guó)內(nèi)塑料行業(yè)中，炭黑的用量大，但很大一部分被進(jìn)口產(chǎn)品所占據(jù)?，F(xiàn)有的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品較國(guó)外的產(chǎn)品無(wú)論在規(guī)模、工藝水平上都有較大差距。因此，加大對(duì)新品質(zhì)炭黑的開發(fā)、共混過(guò)程的動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)以及流變學(xué)等基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究，具有重要的實(shí)際意義。 參考資料：炭黑填充型導(dǎo)電樹脂的應(yīng)用研究進(jìn)展；陸玉本、吳兆權(quán)等編；中圖分類號(hào)：TQ324.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-9456（2002）03-0045-03
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