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可实现低温烧结的高导电银架构的3D打印

DOI:10.1039/c9nr05894j 期刊:Nanoscale 出版年份:2019 更新时间:2025-09-11 14:15:04
摘要: 基于银(Ag)纳米粒子的墨水常用于印刷电子技术中形成导电图案,但通常需要高温烧结才能达到最佳导电性,这限制了其在耐热性较差基板上的应用。本文报道了一种可低温烧结的高导电性银三维结构体的三维(3D)打印策略。该策略通过基于挤出的3D打印技术,利用含有聚丙烯酸(PAA)稳定的银纳米粒子、银微片和作为失稳剂的氯化钠(NaCl)的银墨水,实现银纳米粒子和微片的增材沉积。所设计的银墨水具有稳定性,适用于墨水挤出式3D打印。在化学烧结过程中,Cl?可使PAA从银纳米粒子表面脱离,促使纳米粒子融合与烧结。提高退火温度会增加打印图案中NaCl的密度,并加速银原子的表面及晶界扩散,从而增强化学烧结效果。在约110°C下退火30分钟后,打印结构展现出约9.72×10? S cm?1的电导率,约为块体银的15.6%。在聚合物基板上成功制备了具有多种形状的复杂银结构体。通过结合我们基于挤出的3D打印与传统熔融沉积建模(FDM)的混合3D打印技术,展示了多种结构电子应用。
作者: Jung Hyun Kim,Sanghyeon Lee,Muhammad Wajahat,Jinhyuck Ahn,Jaeyeon Pyo,Won Suk Chang,Seung Kwon Seol
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种3D打印策略,用于生产可在低温下烧结的高导电性银三维结构,从而使其能够应用于耐热性较差的基材上。

该研究成功展示了一种新型3D打印策略,可在低温烧结条件下制备高导电性银三维结构。这一方法为在热敏基底上制造电子器件开辟了新途径。

该方法要求精确控制银墨水中的氯化钠浓度,以防止喷嘴堵塞并确保最佳烧结效果。所实现的电导率仍显著低于块状银的电导率。

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