印刷电子是基于印刷原理,用导电油墨在裸基板上形成导电线路或者制作电子器件的一种简便增材制造技术。选择合适的导电油墨是整个技术的关键。铜兼具成本低廉和导电性能优异的特点而成为导电油墨填料的最理想材料。但是,易氧化不稳定的这一缺点限制了铜在实际生产中的大规模应用。因此解决铜的易氧化不稳定问题成为近年来导电油墨甚至整个印刷电子领域的当务之急。本文通过不同的液相化学反应,制备了纳米Cu@Ag和CuO纳米颗粒(NPs),并分别详细研究了以这两种纳米颗粒为填料的油墨的相关性能,为铜基导电油墨的抗氧化处理及实际应用提供了两种不同的范例。本论文进行的主要研究内容如下:(1)Cu@Ag纳米油墨的制备及其在印刷电子中的应用铜基油墨抗氧化处理的一个思路是在铜的外面包覆一层稳定的其它材料,尽量避免铜在空气中的暴露。本章首次提出了以氢氧化铜作为铜源,硝酸银为银源,抗坏血酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮聚合物为保护剂,在温和反应条件下一锅法制备单分散的Cu@Ag NPs。用各种材料表征技术验证了产物的银包铜核壳结构,深入分析讨论了核壳结构颗粒形成的反应机理。通过研究颗粒在空气气氛下的热行为,证实了因为银壳的紧密包覆,银包铜颗粒的抗氧化性得到了显著提升。将颗粒分散在有机溶剂中配制成固含量为60%的油墨,调节油墨的表面张力和粘度使其适应于丝网印刷。将丝印在柔性基底上的线路在290℃下退火处理15min,图案的电阻率低至25.5μ?·cm(块体铜的15倍)。得到的导电线路具有优异的机械可弯曲性,抗疲劳弯曲强度可以达到200次以上;导电线路还具有良好的稳定性,在普通环境下使用60天其导电性不会急剧下降。这些性能显示该Cu@Ag纳米油墨能满足柔性电子在大多数使用场景下的要求。(2)CuO纳米油墨的还原及其在印刷电子中的应用铜基油墨抗氧化处理的另一个思路是用铜的前驱体代替铜,油墨印刷在基底上后再将铜前驱体还原成铜。本章展示了一种以醋酸铜为原料在强碱性的乙醇溶液中简单、高效、大量制备超细纳米氧化铜颗粒的方法。对氧化铜纳米颗粒进行形貌表征,颗粒形貌均匀,粒径在45nm左右。对氧化铜生成过程中涉及到的两个化学反应作了简要分析和讨论,提出中间体氢氧化铜的生成速率对氧化铜晶核的成核方式和生长速率有重要影响。以这种氧化铜为填料配备了固含量为50%的铜前驱体型油墨,印刷后利用氢气将氧化铜油墨还原烧结成了铜导电图案。实验验证了油墨中的一些特殊助剂在提升印刷性能方面的巨大作用。分别研究了还原烧结过程中时间、温度等操作参数对还原烧结效果的影响。在最优的还原烧结条件下(300℃,180min),得到的铜导电图案电阻率低至21.1μΩ·cm(块体铜的12倍),图案和基底之间的粘附力达到1级,综合性能在同类研究中处于中上水平。