石墨纳米片对铜电子浆料导电性的影响

为改善铜浆导电性,以表面改性的金属铜粉为主要导电相,通过添加少量导电性优异的石墨纳米片作为导电增强相制备复合电子浆料,并采用四探针测试仪、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试方法研究了石墨纳米片的参数、添加量对铜电子浆料导电性能的影响.结果表明:选用厚度为3~5 nm,片径为5μm的石墨纳米片作为导电增强相,制得石墨纳米片—铜电子浆料,在460℃烧结后导电膜层的电阻率较小;石墨纳米片与铜粉质量比为2∶98时,测得浆料电阻率为17.14 mΩ·cm,相比纯铜浆料电阻率34.43 mΩ·cm降低了50.22%.分析电子浆料导电机理并建立导电相连接几何模型,在导电膜层中,部分折断的石墨纳米片会填充到铜颗粒之间的空隙中,较长石墨纳米片则会形成"搭桥"现象,增加导电相之间的连接,形成较紧密的微观组织和良好的导电网络,从而改善复合浆料的导电性.     

PbO-B_2O_3系含铅导电铜浆的制备及性能研究

采用高温熔融水淬法制备了以PbO-B2O3为基本体系的含铅玻璃粉,并通过XRD、SEM等测试手段对其进行表征。采用恒温失重法,研究了在60~180℃范围内电子浆料常用有机溶剂的挥发特性,确定了铜浆用有机载体的配方。将含铅玻璃粉、铜粉和有机载体混合配制成导电铜浆,并在550℃真空烧结,采用四探针测试仪测量烧结铜膜的电阻率,通过比较研究,当铜浆用含铅玻璃粉中PbO与B2O3质量比为75%∶5%时,铜浆料的导电率最小。     

碳纳米管对微胶囊铜复合浆料导电性能的影响

为提高铜浆料的导电性能,利用微胶囊技术对铜粉表面做改性处理,添加碳纳米管为导电增强相,制备碳纳米管-微胶囊铜复合浆料。利用四探针测试仪、扫描电子显微镜(SEM) 等研究了微胶囊铜粉的抗氧化性能及碳纳米管的参数、添加量对铜浆料导电性能的影响,分析其导电机理并建立导电相连接模型。研究结果表明:微胶囊化的铜粉具有较好的抗氧化性和导电性。当碳纳米管与铜粉的质量比为4∶[KG-2mm]96时,采用管径1~2 nm,长度5~30 nm的碳纳米管制备的复合浆料的电阻率达到最小值6.05 mΩ·cm,与纯铜浆料相比降低了89.39%。以碳纳米管-铜复合浆料与铜浆料分别制得导电膜,两者相比,前者更平坦、更致密,导电相间的接触更紧密,大量的碳纳米管覆盖在铜粉颗粒表面或填充铜粉颗粒间隙,同时碳纳米管之间相互“吸引”,形成致密的网状结构,在铜粉颗粒之间建立起大量的导电“桥梁”,从而改善了复合浆料的导电性能。     

石墨烯对微胶囊铜电子浆料导电性能的影响

以丙烯酸树脂作为微胶囊壁材溶液包覆铜粉,石墨烯作为导电增强相,制备了石墨烯-微胶囊铜复合电子浆料。利用金属电导率测试仪、X射线衍射仪、四探针测试仪和扫描电子显微镜分别研究了微胶囊铜粉的电导率及其抗氧化性能,分析了石墨烯对石墨烯-微胶囊铜复合电子浆料导电性能的影响。结果表明:微胶囊铜粉与未包覆铜粉相比,电导率明显提高,且当增重率为4%(wt,质量分数)时,电导率达到最大值41.30%IACS,且不存在CuO或Cu_2O;石墨烯的加入对铜复合电子浆料的导电性能有增强作用,但不同类型石墨烯的增强效果不同,导电性能主要与石墨烯的片径、厚度、纯度相关,其中片径约5μm,厚度为1～5nm的石墨烯纳米片作为导电增强相制备的铜复合电子浆料导电性能最优。     

微胶囊铜粉对铜复合浆料性能的影响

为提高铜浆料的导电性,利用微胶囊技术在铜粉表面包覆液体石蜡,增强铜粉的抗氧化性,并添加少量导电性能优异的碳纳米管作为导电增强相,制备碳纳米管-铜复合浆料.利用四探针测试仪、扫描电镜等测试方法研究了液体石蜡含量对包覆铜粉性能的影响以及微胶囊铜粉作为主导电相,碳纳米管作为导电增强相对浆料导电性能的影响.结果表明:液体石蜡包覆含量为4 wt%的微胶囊铜粉具有良好的导电性和抗氧化性,其电导率为44.32%IACS;微胶囊铜粉作为碳纳米管-铜浆料的主导电相,制备浆料膜层电阻率为22.59 mΩ·cm,相比于未包覆的铜粉为主导电相制备的浆料膜层电阻率降低了12.44%;碳纳米管作为导电增强相所制备的浆料相比于纯铜浆料,电阻率降低31.74%.     

基于石墨烯的导电油墨配方优化设计

分析了不同原材料配比的石墨烯导电油墨性能。将石墨烯添加质量分数为26%,28%,30%,32%的导电油墨分别编号为A、B、C、D,测量4组样品的电阻率、油墨细度,分析印品的印刷质量。测试结果表明:随着石墨烯填充量的增加,导电油墨的电阻率逐渐降低,导电油墨D的电阻率最小,为5.42Ω·cm;随着石墨烯含量的增加,油墨细度随之增大,其值都在丝网印刷油墨适性细度范围之内;导电油墨D印刷的样品质量相对最好。可得最佳的导电油墨配比为:连结料丙烯酸树脂、无水乙醇、丙三醇、苯甲酸、导电碳粉、聚乙烯蜡、导电填料石墨烯的添加质量分数分别为18%,34%,11%,2%,2%,1%,32%。导电油墨D的导电性能较好,丝网印刷的样品质量也较高。     

有机载体对太阳能电池正银浆料性能影响研究

从硅太阳能电池正银浆料用有机载体的挥发性出发,研究了5种常用有机溶剂的挥发性,选取松油醇、丁基卡必醇以及丁基卡必醇醋酸酯3种溶剂作为混合溶剂。以乙基纤维素为增稠剂制备有机载体,研究了其含量对正银浆料丝网印刷性能及光电转换性能的影响。以蓖麻油为触变剂,研究了其含量对丝网印刷烧结后细栅线电极高宽比以及光电转换效率的影响。结果表明:当乙基纤维素的含量为6%时,正银浆料的印刷性能最好,光电转换效率可达17.707%;当蓖麻油的含量为3%时,所得细栅线的高宽比较高,光电转换效率为17.775%。     

基于乙基纤维素导电银浆的制备与电子纸性能研究

低温固化导电银浆是制备各种电子元器件的关键功能材料。以银和乙基纤维素为导电填料,按照乙基纤维素/硝酸银质量比分别为2∶1,1∶1,1∶2和1∶3,用氧化还原法制备出短棒状的导电银浆。通过电阻率测定,以及显微镜观察,研究物理因素(加热烧结、紫外光照射、泡水、超声波等)对短棒状导电银浆所成电子纸导电性能的影响。比例为2∶1和1∶1时得到的电子纸电阻极大,比例为1∶2和1∶3的电子纸在加热烧结过程中电阻率可以降低到初始值的50%～60%。同时在加热烧结、紫外光照照射、泡水、超声波等因素作用下导电率相对稳定,乙基纤维素/硝酸银比例为1∶2的导电性能更优。最后,以乙基纤维素/硝酸银质量比为1∶2制备的导电银浆,分别以30%,45%,60%的体积比与墨水混合,经涂电子纸,加热烧结后电阻率降至起始值的96.6%,为15 mΩ/cm。     

铜电子浆料的制备及性能

本文采用微米级铜粉为导电填料,抗坏血酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,环氧树脂为基料,聚酰胺树脂为固化剂,制备获得空气中低温固化铜电子浆料。利用X射线衍射仪、金相显微镜、四探针电阻测试仪、粘度测试仪等对电子浆料各性能进行了表征。实验结果表明,当铜粉与有机载体的比例为85∶15时,在烘箱中75℃烘干得到的导电铜膜性能最佳,电阻率为3.627×10-3Ω·cm,空隙较少,样品表面较为平整,导电性较稳定。     

无铅银导电浆料

以银粉、低熔无铅玻璃和乙基纤维素松油醇溶液制备了无铅银导电浆料.根据浆料中玻璃粉含量对烧结膜表面电阻、威氏硬度和附着力的影响结果,提出了银导电浆料的配方,测定研究了浆料的流变性.用玻璃转变温度为488℃、含量为5%(质量)的无铅低熔玻璃配制的浆料在540～590℃之间任一温度烧结后,外观致密光洁;膜厚为(15±3)μm时,表面方阻为2.3×10-3Ω/mm2,威氏硬度为61MPa,与玻璃基片的附着力为28.5MPa.     

Cu-30%Ag复合纳米粉的制备及其导电性能

用气-液两相稳定法在H2＋He混合气氛中制备了Cu-30%（质量分数）Ag复合纳米粉,并用制备的复合纳米粉作为导电相配制了导电浆料。用XRD、HRTEM、DSC-TG、红外光谱、化学分析、氧含量分析和电阻率测定等手段研究了粉体的相结构、表面组成、形貌、粒度、氧化特性和导电性。结果表明制备的复合纳米颗粒具有壳核结构,核为纳米Cu-30%（质量分数）Ag,壳为二乙二醇丁醚醋酸酯分子层和氧化层双层结构,粉体的粒度分布为10～60nm。在空气中,包覆在复合纳米粒子表面的二乙二醇丁醚醋酸酯分子在200℃左右脱附。在温度低于200℃时,气-液两相稳定法制备的复合纳米粉的抗氧化能力比气相稳定法制备的复合纳米粉的抗氧化能力好。Cu-30%（质量分数）Ag复合纳米粉导电浆料在烧结温度200℃、保温时间50min、真空度为5Pa条件下可获得电阻率为（1.56～3.92）×10-4Ω.cm的导电膜。     

氟碳树脂基碳浆导电油墨的制备及性能研究

以氟碳树脂为基体,炭黑和石墨烯为导电填料,加上适量的助剂,共混制备了一种新型导电油墨并测试其导电性能和力学性能。借助电阻测试、万能试验机力学测试、铅笔硬度测试等分析手段,探讨了炭黑和石墨烯导电填料的添加量对导电油墨导电性能和力学性能的影响。结果表明:当炭黑和石墨烯用量分别为10%(wt,质量分数,下同)和7%时的混合导电填料制备的氟碳树脂基碳浆导电油墨性能最优,体积电阻率为0.28Ω·cm;当炭黑和石墨烯用量分别为10%和5%时,导电油墨材料的力学性能最好,拉伸强度达到14.3MPa,断裂伸长率达为192.7%。     

多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为

为了充分利用不同导电粒子的导电作用,在炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合体系中引入了多壁碳纳米管(CNTs)。研究发现：引入的CNTs分散在CB粒子间起到“桥梁”作用,使体系的导电性能得到明显改善,并且CB∶CNTs为19∶1时其协同导电效果最好,该复合体系出现逾渗现象,对应的导电填料体积分数明显降低。在导电填料总体积分数为4.76%时,少量CNTs的引入就可使复合体系的体积电阻率从109Ω·cm下降到105Ω·cm;同时少量的CNTs能明显抑制炭黑/聚丙烯导电复合材料的正温度效应(PTC),使PTC强度从6.10降低到1.48,PTC转变峰温度从166℃升高到174℃。少量的 CNTs可以使PP的结晶温度提高12℃,对PP结晶的成核作用比CB更加明显。复合体系力学性能随导电填料体积分数增加而明显降低,但因为体积电阻率一定时CB-CNTs/PP体系所需导电填料体积分数较CB/PP体系明显降低,因此少量CNTs的引入能够使复合体系的力学性能得到更大程度的保持。     

异丙醇添加改善PVA/PEDOT∶PSS有机导电纤维表面形貌及性能研究

将浓度为10%(wt,质量分数,下同)的完全醇解的聚乙烯醇(PVA)水溶液与聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸根阴离子(PEDOT∶PSS)分散液经高速搅拌共混制得纺丝液,采用湿法纺丝的方法制备PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维。通过向甲醇凝固浴中添加异丙醇改善PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维的表面微观形貌、导电及拉伸力学性能。混合凝固浴中异丙醇与甲醇的质量比分别为0∶1、1∶5、1∶4、1∶3、1∶2和1∶1,探究异丙醇添加量的变化对PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维表面微观形貌及力学、导电性能的影响。采用扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、高阻计和电子单纤维强力仪对复合纤维进行测试表征。结果表明:异丙醇的添加改善了PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维的表面微观形貌、导电及拉伸力学性能。随着凝固浴中异丙醇含量的增加,PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维表面的沟槽逐渐减少,纤维表面逐渐变得光滑;复合纤维的电导率小幅度提升;复合纤维的拉伸强度提高,断裂伸长增加。     

石墨烯/纳米银导电油墨导电性能研究

目的 -制备出具有优异导电性能的石墨烯/纳米银复合材料,并作为导电填料,以提高导电油墨的导电性能。方法 -采用Hummers法制备氧化石墨烯,以葡萄糖作为还原剂,采用同步还原法制备石墨烯/纳米银,将石墨烯/纳米银复合物和纳米银按不同比例混合作为导电填料来制备导电油墨。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱等分析测试方法表征了石墨烯/纳米银复合材料的微观结构和形貌,并通过四探针法对油墨的导电性进行检测。结果 -纳米银颗粒均匀地负载在石墨烯片层上,纳米银粒径约为35nm;掺杂石墨烯/纳米银复合物质量分数为12%时,导电油墨的电阻率可达到1.08×10~(-7)Ω·m,导电性能提高约64%。结论 -制备的复合材料石墨烯呈片状,结构完好,添加到导电油墨中能明显提高导电性能。     

电介质TiO2粉体增强印刷碳纳米管薄膜的场发射性能

提出了一种可显著改善丝网印刷碳纳米管（CNTs）薄膜场发射特性的浆料制备方法。该方法以乙基纤维素为制浆剂,松油醇为溶剂,通过超声波把CNTs和TiO2粉体均匀地分散成CNTs/TiO2复合浆料,扫描电镜表明,丝网印刷的CNTs/TiO2薄膜在高温下烧结后形成连续的膜体,CNTs被球状的TiO2颗粒均匀隔离;场发射特性测试表明,与单纯的CNTs薄膜相比,CNTs/TiO2薄膜的开启电场降低了0.2V/μm,在电场强度为4.0V/μm时电流密度增加了26.5μA/cm2,结果说明,该方法对于提高CNTs的场发射特性有明显的作用,在CNTs发射显示器的制作中有很好的实际应用价值。     

烧结温度对铜复合电子浆料烧结膜组织和性能的影响

烧结温度和玻璃粉熔点对铜复合电子浆料烧结膜的性能有重要影响。本文选用熔点为430℃的玻璃粉作为复合电子浆料的粘结相,采用四探针测试仪、扫描电镜(SEM)等方法研究了不同烧结温度下导电铜膜的电阻率及其微观结构。结果表明460℃烧结时,玻璃液粘度适中,能完全润湿、包覆铜粉,且铜粉能均匀悬浮在玻璃液中,制得的导电膜平整、致密,导电通道多,因而导电性能较好,同时玻璃液凝固、收缩使膜层与基体之间获得良好的附着力和抗老化性能。     

等离子体诱导铜油墨低温固化工艺及性能优化

目的 利用低温等离子体诱导铜络合物导电油墨实现在柔性基板上快速固化,制备出高导电柔性铜薄膜,并阐明油墨溶剂质量分数、预热处理时间、等离子体功率、处理时间等参数对铜膜固化结构与导电特性的影响规律。方法 通过调节油墨中的溶剂质量分数以改变油墨的铜含量及印刷铜薄膜的厚度;通过控制变量法优化低温固化工艺,并利用扫描电子显微镜、共聚焦显微镜、电阻率测量等手段表征柔性薄膜的物理特性;通过圆珠笔直写和卷对卷印刷方式测试所制备油墨与工艺在印刷柔性电子领域的适用性。结果 通过对油墨配方和等离子体处理工艺的协同优化,可以制备最薄为40 nm,最低电阻率为3.76 μΩ?cm的柔性铜薄膜。结论 等离子体处理可以实现铜络合物油墨的低温快速固化制备高性能铜薄膜,在印刷柔性电子领域展现出了巨大的应用潜力。     

石墨烯/聚砜酰胺复合薄膜的结构与性能

采用旋涂法将石墨烯和聚砜酰胺（PSA）制成不同石墨烯质量分数的石墨烯/PSA复合薄膜,利用光学显微镜、傅里叶变换红外光谱、表面电阻测试、热失重分析和紫外光谱表征和分析石墨烯/PSA复合薄膜的化学组成、大分子结构、热性能、导电性能、力学性能和抗紫外性能。结果表明:少量的石墨烯可均匀分散于PSA基体中,其加入基本没有改变PSA的化学结构;石墨烯二维纳米材料可作为异相成核剂,有助于提高复合薄膜的结晶度,其加入使复合薄膜的力学性能和热性能也有所提高;当石墨烯质量分数为0.1%时,石墨烯/PSA复合薄膜的表面比电阻由纯PSA薄膜的3.10×1012 Ω迅速降至1.40×106 Ω,随着石墨烯质量分数的增大,石墨烯/PSA复合薄膜的导电性能随之提高。石墨烯对加强复合薄膜对紫外光的吸收和散射、提高其抗紫外线性能有重要作用。      

复合碳系导电油墨的制备及性能研究

目的 研究碳纳米管与石墨烯对复合碳系导电油墨性能的影响,开发性能优异的导电油墨。方法 分别探究碳纳米管管径尺寸、碳纳米管与石墨烯的配比、油墨中的碳质量分数及油墨涂层厚度对复合碳系导电油墨导电性的影响,并基于实验数据对各影响因素拟合出相应的预测模型。最终确定油墨的优选配比,并对采用优选配比制备的导电油墨涂层进行电热转换测试。结果 由石墨烯和管径尺寸为25nm的多壁碳纳米管为导电填料制备的导电油墨涂层综合导电性能最优,当导电油墨中碳质量分数为2.5%（纳米管质量分数为0.125%、石墨烯质量分数为2.375%）、水性丙烯酸树脂质量分数为5.25%、油墨涂层固化后厚度为0.147 mm时,油墨导电涂层电阻率为0.089 3Ω·cm。在外接电压为5 V的条件下,导电油墨的功率为13.49 W,由室温通电工作至100℃仅需13.723 s,油墨涂层发热均匀性满足JG/T 286—2020的要求。结论 采用优选配比制备的油墨涂层内部搭建起均匀丰富的导电网络,极大地提升了油墨的导电性,使得油墨电热性能优异。