湿化学法制备铟锡合金纳米颗粒的制备及性能表征

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铟锡合金纳米颗粒因为独特的物理化学性质而被广泛研究,铟锡合金纳米颗粒也是纳米材料发展中的重要组成部分。基于微电子元件封装技术的快速发展,铟锡焊料的焊接性能必需要满足于现在的技术需求。目前在制备铟锡合金纳米颗粒的技术中还存在铟锡颗粒尺寸分布不均匀,颗粒形貌不规则等。为了有效的控制合金颗粒的尺寸与形貌。本文利用湿化学法成功制备了纳米级的铟锡合金颗粒。本文研究铟锡合金纳米颗粒的合成条件及其合成参数,实现了铟锡合金纳米颗粒的可控。主要内容包含下面几点:(1)研究了铟锡质量比为40-60(wt)下形成合金纳米颗粒的物相(In3Sn和InSn4),能够通过控制铟锡的质量比控制控制In3Sn和InSn4两种成分的相对含量,得到In3Sn的相对含量在38-87%之间的变化。并且探讨铟锡合金纳米颗粒表面出现小孔的原因,同时分析其粒径分布范围和尺寸的统计,最后对纳米颗粒的熔点进行测定分析,发现铟锡合金的熔点可以根据控制铟锡的质量比来控制。(2)探讨了不同还原剂浓度、金属前驱体、分散剂种类、搅拌速度对制备铟锡合金纳米颗粒的物相及形貌影响,还探讨了还原剂浓度对于合金纳米颗粒热熔化行为的影响。其中还原剂浓度能够控制合金成分的变化制备球形铟锡纳米合金,并且DSC结果表明成分变化影响了铟锡合金的熔点。且以搅拌速度为300r/min的条件下制备了高球形度的铟锡纳米合金。(3)在不同体系下(水反应环境和甘油反应体系)合成铟锡合金纳米颗粒,实验研究了纯金属间化合物InSn4的制备、铟锡合金纳米颗粒的熔化行为以及对形核长大机理的推理。第一性原理对铟锡合金物理化学性质进行计算,判定铟锡合金In3Sn和InSn4的稳定性,结果表明In3Sn和InSn4中InSn4在反应体现中先生成,且合金能够稳定存在。SEM结果表明,水溶液体中以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂能得到In3Sn和InSn4的球形铟锡合金,。DSC结果表明,甘油体系比水体系下的铟锡合金具有更高的熔点和熔化热。甘油体系下制备得到的铟锡纳米颗粒在储能材料方面有重要潜力。综上所述,铟锡合金纳米颗粒的制备及其性能研究为铟锡合金的应用提供了一定的指导意义。
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