纳米金属颗粒导电墨水的制备及应用研究

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随着印刷电子技术的发展,导电墨水材料的研发吸引了越来越多研究者的目光;其中纳米金属颗粒型墨水因为具有优异的导电性、较高的分辨率等优点成为研究的热点,在透明导电膜、射频电子标签等领域有着巨大的应用价值。本文中采用液-液两相法,在环己烷-水两相体系中分别制备得到纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米银/铜混合颗粒,对其形貌、粒径、物相、热失重情况等进行分析,尝试配制导电墨水,成膜烧结,研究金属薄膜导电性随烧结温度变化的情况;最后,利用乳液自组装法,以自制导电墨水为油相制备透明导电膜,并研究其导电性及透光性。主要得出以下结论:(1)制备得到类球形、分散性好、稳定性高的油溶性纳米银颗粒,尺寸为2-20 nm。配制纳米银颗粒墨水,成膜烧结,银膜电阻率随烧结温度升高明显减小,温度为400℃时,电阻率为7.8μΩ·cm,约为块状银电阻率的5倍。(2)制备得到尺寸为2-10 nm的油溶性纳米铜颗粒,热失重率高达55%,说明包覆物油酸钠在产物中所占比重过高,不利于导电铜墨水的制备。综合银、铜优点,制备纳米银/铜混合颗粒,粒径为2-30 nm,热失重率为11.5%,远低于纯铜纳米颗粒的热失重率,配制银/铜混合导电墨水,成膜烧结,当温度为400℃时,电阻率为9 μ Ω·cm。(3)采用乳液自组装法制备得到透明导电膜,光学显微镜下观察到薄膜的随机网状结构,测得膜层方块电阻20-30 Ω左右,透光率在55%-65%之间。
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