纳米碳管化学镀铜复合浆料的制备及性能

为提高碳纳米管(CNTs)与Cu基体的界面润湿性,改善CNTs与Cu基体之间的分散性与结合力,制备具有导电性能优良的铜复合浆料,选用粒径1μm和10μm的粒度级配铜粉作主导电相,少量镀铜CNTs为导电增强相,以水基溶剂为载体,制备CNTs化学镀铜复合浆料。并确定CNTs化学镀铜最佳工艺,分析镀铜CNTs对浆料导电性能的影响及其导电机理。结果表明:CNTs经化学镀铜后,其表面镀覆一层连续、均匀且致密的铜颗粒,改善了CNTs与金属Cu之间的分散性和润湿性。镀铜CNTs可以充当连接铜粉介质,均匀地覆盖在铜粉表面,有效地填充和弥补铜颗粒间的连续性欠缺,管壁之间相互吸引且搭接在Cu颗粒之间,形成致密的导电网络。当铜粉∶镀铜CNTs质量比为96∶4时,复合浆料的导电性最优,有效提升了复合浆料的导电性能。

水基载体对铜复合浆料性能的影响

为了提高铜复合浆料流变性、表面张力和导热性,改善印刷性能和导电性,采用去离子水代替传统浆料中的有机溶剂,添加少量助剂来改善载液的流变性能,通过正交试验设计水基浆料配方,考察助剂对水基铜复合浆料性能的影响。采用JSM-6700F场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪及FT-340四探针电阻率测试仪等对铜复合浆料进行微观形貌观察和性能测试。结果表明;水基载体最佳配比为PEG-400∶黄原胶∶吐温-80∶去离子水=1.5∶0.5∶1.0∶97.0时,膜层致密化,导电网络完整,导电性及微观形貌极佳,铜复合浆料电阻率低至2.13×10^(-5)Ω·m。水基载体提高了铜复合浆料的印刷性能和导电性。

Ag-CuO触点材料侵蚀过程的演化动力学及力学性能

基于Ag-45CuO(骨架Ag-CuO)和Ag-20CuO(岛状Ag-CuO)触点材料的微观结构特征,利用物相识别结合显微结构分析重建了Ag-CuO材料的三维尺度模型,采用计算流体动力学(CFD)方法模拟了侵蚀作用下CuO微观结构的动态演变和重构过程。实验和模拟结果表明,反复的热冲击导致岛状Ag-CuO熔池表面形成火山口状凹坑,而骨架Ag-CuO熔池表面较为光滑。这是由于骨架Ag-CuO触点局部间隙作为CuO骨架重构的驱动力,可使重构后的CuO呈现出更明显的各向异性,从而有效束缚熔池中Ag的蒸发与偏析;而岛状Ag-CuO触点开断过程并未发生明显的CuO重构现象,其基体内岛状CuO结构易使触点在反复侵蚀作用下失效。随后,利用视觉识别技术结合有限元法,逆向重建了骨架Ag-CuO和岛状Ag-CuO触点表层局部的三维模型,进一步研究了CuO微观结构对触点表层力学性能的影响。结果表明,相比于岛状CuO结构,骨架CuO结构的相界面处不易产生应力和应变集中,该结构可有效分散熔池表面局部冲击力,显著提高触点的抗侵蚀性能。