【摘 要】
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科技发展意味着对各种电子设备的性能要求日渐提高。导电油墨的研究对于电子、军工、通讯等领域的发展至关重要。银系导电油墨应用广泛,尽管以单一金属银作为填料的导电油墨具有良好的导电性能,但由于银价格较为昂贵,导致其成本较高。另外,市场上的导电油墨多采用烧结的固化方式,也存在成本较高的和环境污染等缺点。UV光固化技术以其高效、环境友好的优势在导电油墨领域具有巨大的应用前景。因此,以银包覆或银复合的微纳米导
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科技发展意味着对各种电子设备的性能要求日渐提高。导电油墨的研究对于电子、军工、通讯等领域的发展至关重要。银系导电油墨应用广泛,尽管以单一金属银作为填料的导电油墨具有良好的导电性能,但由于银价格较为昂贵,导致其成本较高。另外,市场上的导电油墨多采用烧结的固化方式,也存在成本较高的和环境污染等缺点。UV光固化技术以其高效、环境友好的优势在导电油墨领域具有巨大的应用前景。因此,以银包覆或银复合的微纳米导电粉末为填料,以UV光照为固化方式的经济、环境友好型导电油墨引起了广泛的关注。本文旨在探究以银系复合粉末为导电填料的UV光固化型导电油墨的制备工艺,通过化学还原法或醇热法制备银系复合粉体,并将其与树脂混合制备导电油墨。通过改变树脂基体类型、固含量、以及固化工艺等因素对导电油墨的综合性能进行了探究。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪、附着力划痕仪和热重分析仪(TG/DTG)等设备对粉体及导电油墨涂层进行了性能表征,并对实验现象进行了机理分析,最终确定了导电复合粉末及导电油墨的优良制备工艺。(1)经性能测试对比,确定了以环氧改性丙烯酸树脂为基体,以树枝状银包铜粉为导电填料,制备固含量为70wt%的Ag@Cu导电油墨。当浆料粘度为231Pa·s左右,UV光照距离为3.5cm,厚度为0.12mm,光照时间为150s时,所制备出的导电油墨涂层表面光滑平整、无裂痕、针孔等不良现象,油墨与基材板的结合力大于20N,电阻率为1.54×10-6Ω·m,涂层电磁屏蔽效能最高为69d B,其屏蔽效率可达99.9999%,该工艺条件下制备的导电油墨综合性能优异。(2)以硝酸银为前驱体、水合肼为还原剂,采用化学还原法制备了Ag包覆Ti3Si C2(Ag@Ti3Si C2)导电粉体,并对该复合粉体及其导电油墨进行了相关性能研究。研究结果表明:当复合粉体的镀银含量为70wt%时,其平均粒径为32.66μm,且极少团聚;当油墨的固含量为95wt%,涂层厚度为0.12mm左右时,Ag@Ti3Si C2导电油墨涂层表面光滑平整、无裂痕、无突刺,电阻率为4.20×10-6Ω·cm,其附着力大于20N,电磁屏蔽效率最高可达到99.9999%,油墨涂层具有最优异的综合性能。(3)采用化学还原法和醇热法,以硝酸银为前驱体、PVP为保护剂、三氯化铁为生长助剂,合成了平均粒径为1.57μm的Ag NWs/Ti3Si C2复合粉体,并以该复合粉体为导电填料制备了导电油墨。结果表明:当Ag与Ti3Si C2的质量比为6.5:1,固含量为90wt%时,制备出的油墨涂层表面光滑平整、无破裂等现象,涂层电阻率为5.52×10-5Ω·cm,附着力大于30N,电磁屏蔽效率可达99.999%,该工艺条件下制备出的Ag NWs/Ti3Si C2导电油综合性能最好。
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