超細銅粉是指顆粒尺寸在納米級別的銅粉,通常具有高比表面積和良好的分散性。銅是一種優良的導電材料,然而在納米級別下,超細銅粉卻表現出了不導電的特性。這一現象實際上是由一系列復雜的因素綜合作用造成的。
首先,超細銅粉的表面積相對于其體積來說非常龐大。由于尺寸較小,超細銅粉的大部分銅原子處于表面位置,而不是內部。這導致了更多的銅原子與周圍環境發生相互作用,如氧化、齊聚,甚至是與空氣中的氧、水蒸氣等進行反應。這些相互作用會在超細銅粉的表面形成一層非常薄的氧化銅或者其他氧化物的保護層,阻礙了電流的流動。
其次,超細銅粉顆粒之間有較強的相互吸附力。由于顆粒尺寸小且表面能高,超細銅粉顆粒之間的吸附力增強,導致粉體團聚或者形成團塊。這種團聚現象會導致電子無法透過團聚層穿過,從而降低了導電性能。
此外,超細銅粉的分散性也會影響導電性。顆粒尺寸小、比表面積大,容易發生聚集現象,導致粉體在溶液或者其他介質中容易形成團簇。這些聚集體會形成電子傳輸的阻礙,進一步降低了超細銅粉的導電性。
最后,超細銅粉的晶體結構也會對導電性產生影響。在納米級別下,銅粉晶粒的尺寸越小,其晶體結構的畸變越大。這種畸變會導致電子散射增加,從而限制了電流的流動。
總結而言,超細銅粉不導電的原因主要有:表面形成的氧化物保護層阻礙了電流的傳導、粉體團聚導致電子無法穿過聚集層、團聚體在溶液中形成電子傳輸的阻礙、晶體結構畸變導致電子散射增加。這些因素綜合作用,使得超細銅粉在納米級別下失去了銅的導電性能。