场敏感型非线性导电薄膜制备方法、所制得的薄膜及应用技术

本发明专利技术公开了一种场敏感型非线性导电薄膜制备方法、所制得的薄膜及应用，涉及导电薄膜材料领域。包括如下步骤：取聚乙烯醇和去离子水，常温搅拌，加热至85‑95℃，继续搅拌至聚乙烯醇完全溶解得溶液E；取银纳米线加入到溶液E，温度60‑70℃，搅拌10‑15小时得到复合材料流体，进行流延成膜，待溶剂挥发后即得到场敏感型非线性导电薄膜；其中，聚乙烯醇聚合度为1700，醇解度为99%；银纳米线长度为10‑14μm，直径为80‑120nm，长径比L/r为80‑350；场敏感型非线性导电薄膜中AgNWs填充体积分数为1.05‑2.44%。本方法工艺简单，成本低，反应时间短，易于大量制备；制得的薄膜分布均匀，分散性较好，无团聚，具有十分显著的非线性导电特性，可应用于过电压防护、雷电浪涌和静电放电的自适应防护领域。

Fabrication, preparation and application of field-sensitive non-linear conductive thin films

The invention discloses a preparation method of a field-sensitive non-linear conductive film, a prepared film and its application, and relates to the field of conductive film materials. It includes the following steps: taking polyvinyl alcohol and deionized water, stirring at room temperature, heating to 85 95, stirring until polyvinyl alcohol completely dissolves to obtain solution E; adding silver nanowires to solution E at 60 70, stirring for 10 15 hours to obtain composite fluid, tape casting, and obtaining field-sensitive non-linear conductive film after solvent evaporation; Polymerization degree is 1700, alcoholysis degree is 99%; length of silver nanowires is 10_14 um, diameter is 80_120 nm, aspect ratio is 80_350; and volume fraction of AgNWs in field-sensitive non-linear conductive films is 1.05_2.44%. The method is simple in process, low in cost, short in reaction time and easy to be prepared in large quantities. The prepared films have uniform distribution, good dispersion and no agglomeration, and have remarkable non-linear conductivity. It can be used in the field of overvoltage protection, lightning surge protection and electrostatic discharge adaptive protection.

【技术实现步骤摘要】
场敏感型非线性导电薄膜制备方法、所制得的薄膜及应用
本专利技术涉及导电薄膜材料领域，尤其是一种场敏感型非线性导电薄膜制备方法、所制得的薄膜及应用。
技术介绍
随着科技的发展，先进电子设备的应用日益广泛：电子医疗诊断系统、通信系统、工业自动化集成控制系统、计算机网络等等。这些功能越来越强大的敏感电子设备的工作电压却在不断降低，因而瞬态过压、雷电浪涌以及静电放电形成的瞬态过压对它们造成损害的可能性大大增加。具有高非线性导电特性的低压导电开关材料能够用于瞬时过电压防护，这种材料在允许的工作电压环境下呈现为绝缘特性，而当工作电压超过材料的阈值电压时，材料自动发生绝缘-金属/类金属转变为低阻特性，由此泄放掉高电压，对电路或系统起到保护作用。上述材料的非线性导电特性的本质在于材料对于外部电场强度的敏感特性，即材料的导电特性随电场的变化不是线性变化，而呈现非线性特性，是一种场敏感型导电材料体系。1962年，Hickmott在金属-氧化物-金属薄膜“三明治”结构的研究中发现了电致负阻抗效应，即电压引起材料高电阻态到低电阻态的转变。随后，许多学者在Hickmott研究的基础上，将目光从单一的“三明治”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种场敏感型非线性导电薄膜制备方法，其特征在于：包括如下步骤：取聚乙烯醇PVA和去离子水，常温下搅拌后，加热至85‑95℃，继续搅拌至聚乙烯醇PVA完全溶解得到溶液E；取银纳米线AgNWs加入到溶液E，保持温度为60‑70℃，并持续搅拌10‑15小时后得到复合材料流体，将该复合材料流体进行流延成膜，待溶剂挥发后即得到场敏感型非线性导电薄膜；其中，聚乙烯醇PVA的聚合度为1700，醇解度为99%；银纳米线AgNWs的长度为10‑14μm，直径为80‑120nm，长径比L/r为80‑350；场敏感型非线性导电薄膜中AgNWs填充体积分数为1.05%‑2.44%。

【技术特征摘要】
1.一种场敏感型非线性导电薄膜制备方法，其特征在于：包括如下步骤：取聚乙烯醇PVA和去离子水，常温下搅拌后，加热至85-95℃，继续搅拌至聚乙烯醇PVA完全溶解得到溶液E；取银纳米线AgNWs加入到溶液E，保持温度为60-70℃，并持续搅拌10-15小时后得到复合材料流体，将该复合材料流体进行流延成膜，待溶剂挥发后即得到场敏感型非线性导电薄膜；其中，聚乙烯醇PVA的聚合度为1700，醇解度为99%；银纳米线AgNWs的长度为10-14μm，直径为80-120nm，长径比L/r为80-350；场敏感型非线性导电薄膜中AgNWs填充体积分数为1.05%-2.44%。2.根据权利要求1所述的场敏感型非线性导电薄膜制备方法，其特征在于：聚乙烯醇PVA和去离子水的质量比为5:90。3.根据权利要求1所述的场敏感型非线性导电薄膜制备方法，其特征在于所述银纳米线AgNWs的制备方法为：（1）取聚乙烯吡咯烷酮PVP加入乙二醇EG，搅拌至完全溶解得到溶液A；其中，聚乙烯吡咯烷酮PVP和乙二醇EG的质量比为0.6-1:100；（2）取AgNO3加入溶液A，搅拌得到均匀的溶液B；其中，聚乙烯吡咯烷酮PVP和AgNO3的质量比为60-100:100；（3）制备浓度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲兆明，卢聘，王庆国，赵世阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：河北,13