纳米银包裹双金属复合材料的制备及电性能研究

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银由于具有良好的电热性能可以被应用于许多领域,但其因价格昂贵,无法得到广泛使用。铜、铝等材料因具有与银相似的导电导热性能且价格便宜而应用广泛,但是铜、铝化学性质较活泼,暴露在空气中易被氧化而影响导电能力。因此,提出在铜、铝表面包裹一层银,制备成银包铜(Cu@Ag)和银包铝(Al@Ag)核壳颗粒,既降低了成本,又实现了良好的导电性。本论文采用化学还原镀法成功制备了 Cu@Ag和Al@Ag核壳颗粒,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TG)、四探针等测试手段对产物的形貌、结构及电性能进行了表征,获得了银包裹层可控、高导电、热稳定性良好且适合于导电浆料的双金属填充材料。通过乙二醇还原法制备的Cu@Ag样品包覆均匀,导电性能良好,压实电阻仅为1.6Ω/□,长期放置在空气中后表现出良好的抗氧化性能;一步还原法制备的铜银复合颗粒,阻值仅为0.74Ω/□,具有良好的抗氧化性能和热稳定性。快速还原法制备的Al@Ag核壳颗粒,克服了微纳级铝粉在空气中放置不导电的问题,实现了阻值为30Ω/□的导电性能。纳米银浆因良好的电热性能被广泛应用于柔性电阻加热膜中。实验中用Cu@Ag核壳颗粒掺杂银浆制备的加热膜,在低压5V驱动的条件下实现了较好的膜加热功能。实验结果表明,纵向排布的电极加热均匀性更佳。所制电热膜在低温0℃环境下,实现了平均30℃以上的载体温升,为纳米双金属复合颗粒在柔性印刷电子领域的应用奠定了基础。
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