本文關(guān)鍵詞：片狀銀粉混合納米銀線對導(dǎo)電膠的性能影響研究

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【摘要】：金屬材料的熔點通常都比較高,但是當它們的尺寸達到納米級尺度時,其熔點就會變得很低。因此,如果能夠控制一維納米材料的尺寸及形狀,也可在較低溫度條件下燒結(jié)成特定形狀的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。納米銀線的直徑在納米級別,因此可以像銀納米粒子那樣發(fā)生燒結(jié)行為,而長度在微米級別則可以具有導(dǎo)電通路長、電流傳輸距離遠等特性,因此通常被考慮用來制備導(dǎo)電膠以提高導(dǎo)電膠的性能。采用醇熱法制備納米銀線,重點研究了PVP與AgNO3摩爾比、控制劑濃度、反應(yīng)時間等主要因素對納米銀線形貌的影響,得到了制備納米銀線的最佳工藝參數(shù):PVP與AgNO3的摩爾比為4,FeCl3的濃度為5mmol/L,反應(yīng)從室溫加熱至210℃,加熱速率為10℃/min,可以制得平均直徑大致為40nm,平均長度約為12μm的納米銀線。測試手段表明,所得產(chǎn)物為具有面心立方結(jié)構(gòu)的金屬銀,結(jié)晶度好、純凈度高、形貌均一且長徑比較大。通過對混合填料的配比和填料的燒結(jié)行為進行研究得出:在納米銀線和片狀銀粉質(zhì)量混合比為1:6時,混合填料可以在基體樹脂中搭接成一個連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),此時,導(dǎo)電膠可以獲得到較好的導(dǎo)電性能;導(dǎo)電填料在加熱過程中會出現(xiàn)燒結(jié)熔融現(xiàn)象。其中,片狀銀粉在200℃時會在邊緣處形成明顯的鋸齒狀形貌,250℃時表面會發(fā)生熔融和明顯褶皺現(xiàn)象,300℃時更是由原來的片狀熔融成粗棒狀的大顆粒。而混合填料在200℃左右開始發(fā)生熔融,在250℃左右的時候可熔融焊搭成一張連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),300℃就會燒結(jié)熔融成顆粒狀和微米尺寸厚度片狀銀的混合體。采用理想化的模型對納米銀線、片狀銀粉的熔點進行計算后發(fā)現(xiàn):尺寸在50nm以下時,納米銀線、片狀銀粉的熔化溫度都會發(fā)生明顯的突變。相比于片狀銀粉,納米銀線更容易出現(xiàn)熔點突變現(xiàn)象,混合填料中,納米銀線的加入可減緩片狀銀粉的熔融。采用經(jīng)戊二酸處理的片狀銀粉和最佳配比的混合填料制備導(dǎo)電膠進行性能對比研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):混合填料導(dǎo)電膠相較于片狀銀粉導(dǎo)電膠更能獲得良好的綜合性能,在填料總添加量為60%時兩者性能差別最大。耐高溫實驗表明,當使用溫度為250℃時,混合填料導(dǎo)電膠的電導(dǎo)率和拉伸剪切強度均達到最大值,而片狀銀粉導(dǎo)電膠的體積電阻率隨溫度上升一直增大,拉伸剪切強度則在200℃時達到最大值;相較于片狀銀粉導(dǎo)電膠,混合填料導(dǎo)電膠具有更優(yōu)異的耐高溫性能。TGA測試表明導(dǎo)電填料的存在有助于提高基體樹脂的熱穩(wěn)定性,且混合填料導(dǎo)電膠的熱穩(wěn)定性要比片狀銀粉導(dǎo)電膠的略好。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)電膠 納米銀線 燒結(jié) 體積電阻率 剪切強度
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O614.122;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 導(dǎo)電膠的概況11-16
• 1.2.1 導(dǎo)電膠的組成11-12
• 1.2.2 導(dǎo)電膠的分類12-13
• 1.2.3 導(dǎo)電膠的導(dǎo)電機理13-15
• 1.2.4 導(dǎo)電膠的應(yīng)用15-16
• 1.3 導(dǎo)電膠的主要性能及研究進展16-20
• 1.3.1 導(dǎo)電性能16-19
• 1.3.2 力學性能19
• 1.3.3 耐高溫性能19-20
• 1.4 納米銀線的概況20-26
• 1.4.1 納米銀線的制備方法21-22
• 1.4.2 納米銀線的制備條件22-25
• 1.4.3 納米銀線的生長機理25
• 1.4.4 納米銀線制備的研究進展25-26
• 1.5 研究目的及內(nèi)容26-28
• 第2章 實驗方法及性能表征28-35
• 2.1 實驗流程28-29
• 2.2 實驗原料及儀器設(shè)備29-31
• 2.2.1 實驗材料29-30
• 2.2.2 儀器設(shè)備30-31
• 2.3 導(dǎo)電填料的表征31-32
• 2.3.1 表面形貌分析31
• 2.3.2 物相分析31
• 2.3.3 元素分析31-32
• 2.3.4 拉曼光譜分析32
• 2.3.5 熱重分析32
• 2.4 導(dǎo)電膠的形貌表征與性能測試32-35
• 2.4.1 形貌觀察32
• 2.4.2 差示掃描量熱分析32
• 2.4.3 體積電阻率測試32-33
• 2.4.4 拉伸剪切強度測試33-34
• 2.4.5 耐高溫性能測試34
• 2.4.6 熱穩(wěn)定性測試34-35
• 第3章 納米銀線的制備及導(dǎo)電填料的燒結(jié)現(xiàn)象研究35-54
• 3.1 引言35
• 3.2 納米銀線的制備35-42
• 3.2.1 實驗過程35-36
• 3.2.2 PVP的濃度對納米銀線形貌的影響36-37
• 3.2.3 抑制劑FeCl_3濃度對納米銀線形貌的影響37-39
• 3.2.4 反應(yīng)時間對納米銀線形貌的影響39-40
• 3.2.5 納米銀線的最佳制備工藝40-42
• 3.3 導(dǎo)電填料的燒結(jié)現(xiàn)象研究42-53
• 3.3.1 片狀銀粉的表面處理42-44
• 3.3.2 片狀銀粉的燒結(jié)現(xiàn)象研究44-45
• 3.3.3 混合填料的混合比選擇45-47
• 3.3.4 混合填料的燒結(jié)現(xiàn)象研究47-49
• 3.3.5 填料的熔點計算49-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第4章 混合填料及其燒結(jié)行為對導(dǎo)電膠性能的影響54-66
• 4.1 引言54
• 4.2 導(dǎo)電膠配方的設(shè)計54-56
• 4.2.1 基體樹脂54-55
• 4.2.2 固化劑和促進劑55
• 4.2.3 偶聯(lián)劑55-56
• 4.2.4 稀釋劑56
• 4.2.5 消泡劑56
• 4.3 導(dǎo)電膠樣品的制備與固化56-58
• 4.3.1 導(dǎo)電膠的配制56-57
• 4.3.2 導(dǎo)電膠的涂膠57
• 4.3.3 導(dǎo)電膠的晾置57
• 4.3.4 導(dǎo)電膠的固化57-58
• 4.4 結(jié)果與討論58-64
• 4.4.1 不同填料含量對導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能的影響58-60
• 4.4.2 不同填料含量對導(dǎo)電膠力學性能的影響60-61
• 4.4.3 不同填料導(dǎo)電膠高溫導(dǎo)電性能分析61-62
• 4.4.4 不同填料導(dǎo)電膠高溫力學性能分析62-64
• 4.4.5 熱穩(wěn)定性分析64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士學位期間的研究成果74

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