發(fā)布時間：2017-10-18 07:50

  本文關(guān)鍵詞：納米銀線的制備及其焊接工藝對薄膜性能的影響

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【摘要】：占據(jù)觸摸屏和顯示器行業(yè)主導(dǎo)地位的ITO(氧化銦錫)透明導(dǎo)電膜無法滿足一些柔性電子設(shè)備的需求,開始呈現(xiàn)出許多的缺點,所以急需研制出它的替代產(chǎn)品。納米銀線由于其優(yōu)異的性能被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最有可能替代ITO的材料,然而,由于制備方法的限制,納米銀線仍不能實現(xiàn)大規(guī)模量化生產(chǎn),并且納米銀線間的節(jié)點電阻也制約了其在導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用。因此,本文通過引入納米銀線的焊接工藝,改善薄膜性能。展開對納米銀線焊接工藝的研究有很好的理論和現(xiàn)實意義。本文采用改進(jìn)后多元醇還原法制備納米銀線。研究工作主要為:納米銀線的生長規(guī)律和產(chǎn)率研究、納米銀線的焊接工藝研究、焊接工藝對納米銀線透明導(dǎo)電薄膜性能的影響。主要研究結(jié)論如下:1.本論文采用的是一次性加樣的方法,使得操作方法得到簡化,而且縮短了實驗反應(yīng)時間,并通過XRD、UV-vis、SEM等檢測手段證明了實驗室改進(jìn)后的液相多元醇法制得的產(chǎn)物為納米銀線,產(chǎn)物純度較高,納米銀顆粒含量極少,尺寸均勻性較好。2.在納米銀線生長過程中,恰當(dāng)?shù)牡蜏乇Ａ羯L可以有效改善產(chǎn)物形貌,150℃是納米銀線開始生長的臨界溫度,此時低溫保留生長,能使納米銀顆粒充分轉(zhuǎn)化為納米銀線,同時也有助于提高納米銀線的長度與產(chǎn)量。因此,150℃是納米銀線生長過程中的最佳低溫保留時間,低于或高于此溫度,都不利于促進(jìn)納米銀線的生長。3.隨著反應(yīng)時間延長,納米銀線的產(chǎn)率慢慢增大并趨于達(dá)到一個極限值,其產(chǎn)率可以達(dá)到80%以上,但是,納米銀線的尺寸均勻度明顯下降,出現(xiàn)了許多尺寸較短的納米銀線,納米銀線的最佳生長時間為2h,此時,納米銀線形貌較好,產(chǎn)率也較高。通過測量不同濃度納米銀線溶液的熱導(dǎo)系數(shù),發(fā)現(xiàn)隨著溶液濃度變大,納米銀線的熱導(dǎo)率呈上升趨勢,呈現(xiàn)一定的二次規(guī)律。不同濃度納米銀線溶液對應(yīng)著不同的溶液熱導(dǎo)系數(shù)。4.納米銀線在非保護(hù)氣氛下進(jìn)行熱焊接時,表面的PVP在氧氣作用下發(fā)生分解,納米銀線在200℃時開始發(fā)生燒結(jié),并隨著溫度的升高,燒結(jié)行為越明顯,并形成納米銀立方塊,而且,由于瑞利不穩(wěn)度的存在,隨著焊接時間延長,在納米銀線的搭接節(jié)點處出現(xiàn)了球化現(xiàn)象,而且銀線表面發(fā)生了揮發(fā)減薄:在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熱焊接時,由于缺乏氧氣,PVP不能發(fā)生分解,納米銀線之間形成阻隔,沒有出現(xiàn)燒結(jié)反應(yīng)和瑞利不穩(wěn)度效應(yīng)。5.單獨對納米銀線進(jìn)行壓力焊接,達(dá)不到焊接目的,對納米銀線采用熱壓擴散焊接的方式,焊接效果最為理想,同時考慮到納米銀線薄膜材料的耐熱性,因此,納米銀線的最佳焊接工藝參數(shù)為0.9×104Pa,150℃,1h。6.在薄膜制備過程中,隨著銀線濃度增加,銀線網(wǎng)絡(luò)的搭接可靠性也增強,但是濃度太低時,納米銀線網(wǎng)絡(luò)沒有形成,導(dǎo)電通路也沒有連通,濃度過大時,納米銀線溶液的粘度也隨之變大。薄膜的方阻下降,但是其霧度和透過率隨著濃度升高開始變差。7.采用旋涂法涂布工藝制備納米銀線薄膜的過程中,涂布速度過低,會導(dǎo)致納米銀線團聚。隨著涂布速度變大,納米銀線在涂布過程中開始實現(xiàn)均勻分布,但是涂布速度過大也會導(dǎo)致銀線利用率降低,最優(yōu)的涂布速度為4000r/min,納米銀線的分布均勻度顯著提高。焊接處理之后,透明導(dǎo)電薄膜電阻率下降為原來的60%,焊接處理對薄膜的光學(xué)性能如透過率和霧度影響不大,因此,采用擴散焊接工藝可以有效優(yōu)化透明導(dǎo)電薄膜的性能。
【關(guān)鍵詞】：納米銀線 焊接 導(dǎo)電薄膜 性能
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.122;TB383;TG44
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 納米銀線的概況11-19
• 1.2.1 納米銀線的生長機理11-13
• 1.2.2 納米銀線的制備方法13-16
• 1.2.3 納米銀線的應(yīng)用16-19
• 1.3 納米銀線焊接技術(shù)概況19-22
• 1.4 本課題的研究目的及主要內(nèi)容22-24
• 第2章 實驗方案與表征方法24-30
• 2.1 實驗方案24-25
• 2.2 實驗方法25-26
• 2.2.1 試樣的制備25
• 2.2.2 焊接25-26
• 2.2.3 薄膜制備26
• 2.3 測試方法26-30
• 2.3.1 物相分析27
• 2.3.2 形貌分析27-28
• 2.3.3 電子能譜分析28
• 2.3.4 紫外可見吸收光譜分析28
• 2.3.5 光學(xué)性能分析28
• 2.3.6 電學(xué)性能分析28-30
• 第3章 納米銀線的制備及表征30-39
• 3.1 引言30
• 3.2 納米銀線的制備30-32
• 3.2.1 納米銀線的XRD表征31-32
• 3.2.2 納米銀線的UV-vis表征32
• 3.3 納米銀線生長規(guī)律的掃描電鏡（SEM）分析32-35
• 3.4 納米銀線的產(chǎn)率分析35-37
• 3.5 納米銀線的熱導(dǎo)率分析37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 納米銀線焊接工藝研究及薄膜制備39-54
• 4.1 引言39
• 4.2 納米銀線焊接工藝研究39-46
• 4.2.1 納米銀線的熱焊接39-44
• 4.2.2 納米銀線的壓力焊接44
• 4.2.3 納米銀線的熱壓焊接44-46
• 4.3 納米銀線透明導(dǎo)電薄膜的制備46-52
• 4.3.1 納米銀線濃度對薄膜性能的影響46-49
• 4.3.2 納米銀線涂布速度對薄膜性能的影響49-50
• 4.3.3 納米銀線用量對薄膜性能的影響50-51
• 4.3.4 焊接工藝對納米銀線性能的影響51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第5章 總結(jié)54-56
• 5.1 本文主要研究結(jié)論54-55
• 5.2 創(chuàng)新點55-56
• 參考文獻(xiàn)56-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1053830