纳米银/石墨烯复合物的制备及其在导电胶中的应用

摘要

导电胶由于其优良的导电和导热性能被作为封装材料广泛应用于发光二极管（Light Emitting Diode,LED）中。随着LED朝着高亮度、高功率的方向发展，对导电胶电学、热学等性能的要求也越来越高，因此研究开发适应LED发展的、高电导率和导热系数的导电胶具有十分重要的意义。基于纳米银和石墨烯的优异性能，本文研究了纳米银/石墨烯复合物的制备，并探讨其对导电胶性能的影响。
　　以石墨粉为碳源，采用改进的Hummers方法制备氧化石墨，在此基础上以AgNO3为银源，NaBH4为还原剂，通过液相原位还原法制备了纳米银/石墨烯复合物。表征结果表明，纳米银/石墨烯复合物中纳米银很好的分散于石墨烯表面，其粒径约为30nm，且石墨烯的形貌呈卷曲的片状，片层较薄；拉曼光谱结果显示纳米银/石墨烯复合物的拉曼信号强度相比石墨烯的信号强度增强了10倍左右。
　　通过改变反应过程中的实验参数（反应时间、反应温度、AgNO3浓度）来研究不同反应条件对复合物制备的影响。结果表明，反应时间对复合物中纳米银粒径没有影响，随着反应时间的增加，复合物的UV曲线中，银的吸收峰位置未发生偏移；反应温度对复合物中纳米银粒径有一定的影响，随着反应温度的逐渐升高，纳米银粒径开始逐渐减小，通过XRD数据计算得40℃、70℃和100℃下纳米银晶粒大小分别为40.5nm、36.1nm和32.7nm；AgNO3浓度对复合物中纳米银粒径有一定影响，随着AgNO3浓度的逐渐增加，纳米银粒径先减小后增大，通过XRD数据计算得AgNO3浓度为3×10-3mol/L、4.5×10-3mol/L和6×10-3mol/L下纳米银晶粒大小分别为36.1nm、31.1nm和33.4nm。
　　以片状银粉和纳米银/石墨烯复合物作为导电胶导电填料，制备了添加不同含量纳米银/石墨烯复合物的导电胶，并研究了不同纳米银/石墨烯含量对导电胶各项性能的影响。结果发现，导电胶的电阻率随着纳米银/石墨烯复合物含量的增加出现先下降后上升的趋势，当纳米银/石墨烯复合物与银粉含量为20:80(％)时，导电胶电阻率达到最低，约为2.37×10-4Ω·cm；导电胶的剪切强度随着纳米银/石墨烯复合物含量的增加而逐渐减小；导电胶的粘度随着复合物含量的增加而增加；添加复合物后，导电胶的热稳定性要稍差于纯银粉导电胶，但不影响其在较高温度下继续使用；当导电填料含量相同时，纳米银/石墨烯复合物的添加对导电胶的导热系数有较大提升，其导热系数约为纯银粉的2倍；当导电填料均为纯银粉时，导电胶的导热系数随着导电填料含量的增加而升高。

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1绪论

1.1前言

1.2导电胶简介

1.3石墨烯概述

1.4石墨烯纳米复合物

1.5本文的研究目的和研究内容

2纳米银/石墨烯复合物的制备

2.1引言

2.2纳米银/石墨烯复合物的制备与表征

2.3纳米银/石墨烯复合物的表征分析

2.4实验参数对纳米银/石墨烯复合物制备的影响

2.5 本章小结

3纳米银/石墨烯复合物在导电胶中的应用

3.1引言

3.2导电胶的制备与性能测试

3.3复合物对导电胶性能的影响

3.4本章小结

4全文总结与展望

4.1全文总结

4.2工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士期间发表论文