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纳米银导电浆料的制备及应用研究

作　者: 赵杰
导　师: 张东明；董玉红
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 液相还原法 纳米银 导电浆料
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


电子导电浆料是集电子、化工、冶金于一体并具有很高技术附加值的产品,在电子信息产业进入高速发展阶段的同时,也让电子导电浆料有了长足发展。随着电子元器件向微型化、柔性化发展,传统的微米级导电浆料已不能满足低温烧结和多层布线的要求。目前被广泛使用的纳米银导电浆料大多是由欧美等发达国家生产,并且已经实现工业化生产,但是体系并不完善,很多导电浆料的种类还需要补充,而电子元器件向前发展的同时对浆料的要求也逐步的提高。我国研究人员对导电浆料也有一些研究,但只是刚刚起步。因此,开发适合于制备微型化、柔性化导线的纳米银导电浆料,对电子元器件产品向更小尺寸、更大集成度的方向发展有着至关重要的意义。本文首先研究并确定了制备纳米银颗粒的制备工艺。通过液相还原法,分别以抗坏血酸为还原剂,不添加分散剂和以鞣酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,通过还原银氨络合物中的银离子制备了纳米银颗粒。探讨了不同还原剂和不同分散剂添加量对制备效果的影响,并表征和分析了纳米银颗粒的的成分、形貌、结构和部分性能。通过对文献的阅读,分析了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散纳米银颗粒的分散机理。此方法制备工艺简单,纳米银颗粒的产率较高,在有分散剂PVP存在时粒径分布比较窄,在25 nm-50 nm,平均粒径在40 nm左右；不添加分散剂时粒径在200 nm左右。其次,通过研究固体颗粒在有机介质中的分散原理,分析了固体颗粒在导电浆料中的分散稳定性,探讨了分别以OP-10、曲拉通X-100为表面活性剂,乙醇为溶剂和以曲拉通X-100为表面活性剂,乙醇、松油醇为溶剂的纳米银导电墨水的配方及分散方法。实验结果表明,通过配方制备出的纳米银导电墨水固含量可达25wt%,流平性和均匀性均较好,在500℃以下进行烧结,烧结后的膜层具有一定的导电性。最后,研究了纳米银导电浆料的配方和导电浆料的混合及分散工艺。以前期制备的两种不同粒径的纳米银颗粒通过级配的方式均匀混合并添加微量铜粉后作为导电功能相,松油醇、乙基纤维素等有机物作为有机载体,制备了纳米银导电浆料。讨论了浆料成分配比、烧结时间、烧结温度等方面对浆料成膜性和导电性的影响并表征了纳米银导电浆料在玻璃基片上烧结成膜后的表面形貌等性质的。通过此配方制备的纳米银导电浆料颗粒分散均匀且粘度较高,在400℃以下烧结成膜具有较好的导电性能。

全文目录


中文摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 前言  10-25
  1.1 引言  10-11
  1.2 纳米银粉的制备进展  11-16
    1.2.1 物理法  11-12
    1.2.2 化学法  12-16
  1.3 纳米银导电浆料国内外的研究进展  16-21
    1.3.1 国外纳米导电银浆的研究进展  16-20
    1.3.2 国内纳米银导电浆料的研究进展  20-21
    1.3.3 国内外导电浆料的发展趋势  21
  1.4 纳米材料的测试方法  21-22
  1.5 论文的选题意义和研究内容  22-25
第2章 液相还原法制备纳米银颗粒  25-37
  2.1 引言  25
  2.2 实验部分  25-28
    2.2.1 实验试剂和仪器  25-26
    2.2.2 合成方法  26-28
    2.2.3 产物的分析测试  28
  2.3 结果与讨论  28-36
    2.3.1 纳米银的物相分析  29-30
    2.3.2 纳米银的形貌及结构分析  30-36
  2.4 小结  36-37
第3章 纳米导电浆料的制备  37-60
  3.1 引言  37
  3.2 纳米银粉在有机介质中的分散及稳定性分析  37-40
    3.2.1 纳米银导电浆料的稳定性分析  39
    3.2.2 银粉的分散及稳定性分析  39-40
  3.3 实验部分  40-43
    3.3.1 实验试剂及仪器  40-41
    3.3.2 纳米银导电浆料的制备过程  41-42
    3.3.3 对纳米银导电浆料/墨水的分析测试  42-43
  3.4 结果与讨论  43-59
    3.4.1 溶剂对浆料的稳定性的影响  43-45
    3.4.2 有机溶剂对浆料流动性和成膜性的影响  45-46
    3.4.3 粒径级配对浆料导电性的影响  46-50
    3.4.4 纳米银导电浆料配方的最终设计  50-59
  3.5 本章小结  59-60
第4章 结论  60-61
参考文献  61-65
致谢  65

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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