[科普中国]-导电橡胶

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。1

电磁屏蔽原理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。1

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。1

结构设计导电橡胶必须受一定的压缩力才能良好导电，所以结构设计必须保证合适的压力又不过压。板材最佳高度压缩量在7～15%；实心圆形、D形最佳高度压缩量在12～30%；管状、P形最佳高度压缩量在20～60%1。

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）。1

导电橡胶满足美军标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。导电橡胶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。1

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。1

选购在日常生活中，我们完全可以剪下一小片的导电橡胶修理像遥控器的电接触头的位置，对于像遥控器的电池电极地方的铁片比较容易被腐蚀，如果换用导电橡胶薄片来代替电极，一不会生锈，二又可防水，三更换也方便，不失为一个好的选择。而只是用导电炭黑填充的导电橡胶，体积电阻在几百欧姆厘米范围即可用于日常生活。1

电磁屏蔽效能与体积电阻是否一定成正比例，即导电性越好，是不是屏蔽效能越高，据外国学者研究发现，削弱干扰波的方法有三种：屏蔽、吸波和滤波。导电橡胶由于其导电颗粒的作用，电子在运动过程中，可产生与外界相反的磁场，起到屏蔽的作用。但吸波的原理与屏蔽相似，同样是用到微观粒子。当填充的导电颗粒达到纳米级别时，不只是达到粒径是nm，更重要的是具有较高的比表面积，空隙率，这样的纳米粒子将具有更好的纳米效应，纳米效应即可有吸波作用。就是导电颗粒填充的导电橡胶，可起到屏蔽与吸波的作用。体积电阻可能只是从某一侧面反映屏蔽的大小，但无法衡量吸波能力的大小。而导电炭黑填充的导电橡胶虽然体积电阻较大，但由于其纳米粒径与纳米效应，可具有吸波功能。所以我们也会在微波炉上看到炭黑填充的橡胶作密封条，微波炉的磁场强度特别大，高达14G以上，而炭黑填充的橡胶即可较好的削弱磁场波。1

案例镍包铜粉镍包铜粉是导电硅橡胶最理想的导电填充料，优秀的导电性能和电磁波屏蔽性能，在导电橡胶高温成形时具良好的抗氧化，各种环境抗腐蚀性强（盐雾试验）和具有相当长的使用寿命，保证产品的合格率的为百分百。成本上比镀银类产品如：镀银玻璃微珠，镀银铝粉，镀银铜粉和纯银粉等，具有成本上的强劲优势。不因银价上升而导致供价不稳定。镍包铜粉具有供价稳定性能相当。是末来导电硅橡胶的主导填充粉末。市场主要代表型号有，腾飞金属科技W-5镍包铜粉。其因技术比较成熟，镀层好，能够在各种橡胶中填充使用，可以从技术的角度上讲：一个好的镍包铜粉在生产技术上有相当多的技术难点，镀层不好达不到屏蔽性能的要求。选择好的镍包铜粉是生产产品质量的关键。2

铝镀银导电橡胶：具有优良的屏蔽性能和抗烟雾性能；

铜镀银导电橡胶：具有最优良的导电性；

玻璃镀银导电橡胶：具有最佳性价比；

纯银导电橡胶：具有良好的防霉菌性。2

FIP导电橡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3。

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。3

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。3

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。3

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本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学