纳米电气石含量与烧结参数

纳米电气石对导电银墨水的一些影响，还通过各种测试深入探讨了其中的影响原理。首先是用纳米银颗粒做导电相，去离子水当溶剂，聚乙烯吡咯烷酮做分散剂，制作出能稳定分散的纳米银导电墨水。然后利用在线观测和微滴喷射 3D 打印技术来控制墨滴喷射并打印出银线路，再用四探针法和伏安法测试导电性能，分析微观形貌和导电性能有啥关系。得出的主要结论是：纳米电气石对导电银墨水的 Zeta 电位影响很大，会改变导电墨水内部电荷分布的状态和数量。不管是酸性还是碱性环境，没加电气石的导电银墨水 Zeta 电位都比加了电气石的大，而且电气石能让 Zeta 电位更快达到零点。当 pH 值到 8 以后，导电银墨水 Zeta 电位的绝对值都超过 30 毫伏。

喷头和基板最高加热到 80 摄氏度，工作稳定的时候在 -10 到 40 摄氏度之间，气源压力保持在 0.4 到 0.6 兆帕，气流速度是 1.8 升每分钟，这样导电银墨水就能稳定喷射。要是用含 0.2%（重量比）纳米电气石的导电银墨水，墨滴的拖尾就比较短，卫星墨滴也少很多，能快速形成稳定墨滴落下，打印出来的图案精度高，可打印性很强。

对打印的线路进行烧结处理后发现：烧结时间不断变长时，导电线路的电阻率会一直下降，不过到 30 分钟后，电阻率就没啥明显变化了。烧结温度升高时，电阻率也会一直下降，但是温度到 180 摄氏度后，电阻率变化就很小了。综合考虑实验效率和节能，就选 30 分钟和 180 摄氏度作为实验的烧结时间和温度。从样品微观形貌图能看出，纳米电气石含量增加时，颗粒间的致密性和表面光滑平整度是先变好后变差。纳米电气石在银缝隙里能让银线路更致密，还能帮纳米银传输电子，所以能提高导电线路的导电性能。但要是加太多，纳米银颗粒就会严重聚集，分布不均匀，这样导电性能就下降了。随着导电银墨水里纳米电气石含量变多，烧结后的线路电阻率是先降后升。当电气石含量是 0.2%（重量比）时，导电线路在 180 摄氏度热处理 30 分钟后，电阻率最小，大概是 2.9 微欧·厘米，还不到块体银电阻率的 2 倍。 

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