高導電金屬納米結構及其印制電子油墨的制備與應用研究.pdf

1、高導電金屬納米結構因其獨特的物理化學性質成為印制電子用導電油墨的關鍵材料。目前商業(yè)化以及中外文獻報道的Ag、Cu導電油墨存在依賴惰性環(huán)境，環(huán)境污染，電阻率高等問題。為此，本文采用有機物包覆機制，在大氣環(huán)境下合成室溫穩(wěn)定的Ag、Cu及其混合納米結構，XPS，FT-IR進行表征，建立界面結合模型；TG確定其氧化溫度。基于Ag、Cu納米結構，選擇綠色溶劑制備高導電油墨，采用Pen-on-Paper方法在柔性基板上直接書寫導電圖案，四探針法測試

2、空氣中燒結圖案的電阻率，探索其在印制電子領域的應用，主要研究結果如下：
　　(1)銀納米結構的制備及其應用。通過聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的雙相包覆和制備工藝條件的改變，在室溫無惰性氣氛保護條件下制備穩(wěn)定的銀納米顆粒，尺寸約16.5nm；首次以FeCl3作為誘導劑，維生素C作為還原劑，控制反應時間制備銀納米片。由其制備的柔性導電圖案，160℃Ar氣中燒結后電阻率約為2.7μΩ·cm。
　　(2

3、)嘗試將銀導電油墨用于摩擦納米發(fā)電機的制備，銀導電油墨涂刷于相片紙上，在空氣中160℃燒結獲得的柔性導電基板，可以作為摩擦發(fā)電機結構的一部分，簡化了制備工藝，并建立了銀導電基板的導電性與摩擦發(fā)電機輸出電信號之間的關系。當銀基板的電阻率為6.6μΩ·cm時，發(fā)電機的輸出電壓和電流密度分別為160V和6.6μA/cm2。
　　(3)分別以PVP和CTAB為單包覆劑，通過控制強還原劑水合肼與銅鹽的濃度，或者以弱還原劑檸檬酸鈉與水合肼協(xié)同

4、作用，制備銅納米顆粒，平均尺寸約為14.03nm和12.35nm，有一定程度的團聚，氧化溫度為135℃。經氬氣中160℃燒結由其制備的導電圖案，電阻率分別為13.4±0.4μΩ·cm和7.2±0.6μΩ·cm。
　　(4)研究了PVP、CTAB復合包覆制備高穩(wěn)定性銅納米顆粒的工藝方法，探索復合包覆機理，建立界面結合模型。該方法制備銅納米顆粒的均勻、彌散，平均尺寸約為6.5nm，氧化溫度提高至165℃。由此制備的導電油墨可用油筆在普