超细银粉/树脂复合膜的制备及其导电性能研究

摘要

超细粉体从广义上讲是从微米级到纳米级的一系列超细材料,在狭义上讲是从微米级、亚微米级到100纳米以上的一系列超细材料。材料被破碎成超细粉体后由于粒度细、分布窄、质量均匀因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等,因而广泛应用于电子信息、医药、农药、军事、化工、轻工、环保、模具等领域[1]。
　　 导电胶作为传统铅锡焊料的一种替代品,因具有环境友好、操作温度低、间距细及工艺步骤少等优点,而引起人们的广泛关注[2]。本文研究了导电粒子的制备与表征、光亮球状银粉的表面行为、导电胶中的界面行为,探讨了提高导电复合材料电性能的方法。
　　 本文主要包括两部分的研究。一是采用液相化学还原法,以银氨配合物为原料,使用还原剂抗坏血酸以及表面保护剂PVP,利用自行设计组装的简易、高效的试验系统,制备了规则球状、分散均匀、结晶性能良好的超细银粉。试验通过单因素条件研究了反应物浓度、反应温度、搅拌速度、反应物滴加速度、分散剂用量等工艺因素对银粉粒径、形貌的影响。根据试验结果确定制备超细银粉的最佳工艺条件:表面保护剂用量3％,银氨溶液浓度0.20mol/L,抗坏血酸浓度0.45mol/L,反应温度室温20℃,搅拌速度600rpm,反应时间30min,80℃烘干4h,得到平均粒径为80nm的超细银粉。
　　 二是银系填充型导电复合材料的电性能的研究。研制了一种银粉填充环氧树脂导电复合物,讨论了导电填料银粉的含量、粒度大小、形状以及填料分散度对导电聚合物导电性能的影响;研究了导电填料含量、填料粒径、固化条件等因素对导电聚合物电性能的影响;分析了偶联剂对导电聚合物电性能的影响。研究结果表明:银粉含量在65-70％时,导电聚合物导电性能最佳,偶联剂含量在3％时,在80℃下固化72小时,导电聚合物具有最低的体积电阻率,导电涂膜具有最佳的电性能。
　　 最后本论文又探讨了超细银粉颗粒的生成机理和结晶、生长过程;并简单对填充型导电复合材料的导电机理进行了初步探讨。