基于微胶囊的纳米碳—铜复合浆料制备和性能研究

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在贱金属铜浆料的基础上,对铜粉进行了有机物微胶囊抗氧化处理,研究了有机载体的配制比例及含量对浆料印刷性能、导电性能的影响,确定了玻璃粉的种类、含量及浆料的最佳烧结工艺,将纳米碳与铜粉按一定比例作为混合导电相制备出高性能的纳米碳-铜复合浆料。研究选用乙基纤维素和丙烯酸树脂作为壁材包覆铜粉。结果表明:分别使用2.5wt%的乙基纤维素溶液和4wt%的丙烯酸树脂对铜粉能够实现较好的包覆效果,得到的铜粉抗氧化效果和导电性能较佳。研究了有机载体的配制比例及用量对铜浆料附着力和印刷性能的影响。结果表明:有机载体的最佳配比为m(松油醇):m(乙酸乙酯):m(乙基纤维素):m(消泡剂):m(硅烷偶联剂)=80:8:6:3:3,且其在浆料中的含量为2025wt%时制备的铜浆料印刷效果和导电性最佳。研究了不同类型玻璃粉和不同烧结温度对铜浆料导电性能及印刷性能的影响。结果表明:选用玻璃转变温度为360℃、熔融温度为430℃的玻璃粉,在470℃烧结后制备的铜浆料膜层的导电性能最好。研究了碳纳米管、石墨烯的含量及种类分别对铜复合浆料导电性能的影响。结果表明:选用高纯单壁碳纳米管(管径为12nm,长度为530μm;碳纳米管:铜=4:96(wt%))和石墨烯纳米片(片径为5nm左右,长度为15μm;石墨烯:铜=3:97(wt%))制备铜复合浆料时,均能够有效填充、搭接在铜颗粒之间,形成大量的导电通路,因此制备的膜层导电性能最佳,其电阻率分别为6.055mΩ·cm、2.154mΩ·cm。
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