凝胶浇注法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研

凝胶浇注法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研究论文凝胶浇注法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研究全文如下：

【摘要】：以硝酸铜、石墨为原料,采用新颖的凝胶浇注法制备纳米铜粉,并利用硅烷

偶联剂KH550对制备的纳米铜粉进行表面抗氧化处理;然后以纳米铜粉为导电填料、以双

酚A型环氧树脂E51为载体,加入适量的固化剂和稀释剂、除泡剂、促进剂等制备纳米铜

粉导电胶。采用X射线衍射XRD和透射电镜TEM等对制备铜粉的物相、粒度和形貌等进行

表征;对预处理前后的纳米铜粉进行热重与差热TG-DSC分析;并研究纳米铜粉添加量对所

制备导电胶电阻率和连接强度等性能的影响。结果表明:采用凝胶浇注法可制备高纯度、

分散性良好、平均粒度约为60 nm的类球形铜粉;经硅烷偶联剂处理后,纳米铜粉的抗氧化

性能明显提高;纳米铜粉添加量对所得导电胶的体积电阻率和连接强度有较大影响,纳米铜

粉添加量为60%质量分数的导电胶的体积电阻率为1.7×10-3Ω·cm,连接强度为11.4 MPa。

【关键词】：纳米铜粉凝胶浇注法导电胶电阻率连接强度

纳米铜粉由于具有小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应，在力学、磁学、化学、电

学等方面表现出很多特殊的性质，被广泛应用于润滑油添加剂、电磁屏蔽材料、催化和导

电材料等领域中相比于银高昂的价格，铜的价格较低，导电性能却与银的相近，因此近些

年来性能稳定、成本低廉的纳米铜粉导电胶是研究开发的热点内容之一。

纳米铜粉的制备方法主要有物理法和化学法两大类，物理法主要有物理气相沉积法、

电爆炸法、γ射线辐照法等;化学法主要有电解法、水热法以及液相还原法等。物理法的

生产成本较高，不利于实现大规模的工业化生产，如物理气相沉积法所需的原料稀有气体

价格昂贵，电爆炸法和γ射线辐照法都需要使用复杂的仪器设备。而化学法由于工艺简单、产率较高，是目前被广泛采用的制备纳米铜粉的方法，但随着实际应用中对纳米铜粉

性能要求的不断提高，高纯度、高分散、粒径分布范围窄的纳米铜粉的制备仍是一个技术

难点。

本文作者尝试采用一种新颖的凝胶浇注法制备纳米铜粉，并对其进行表面改性处理。

然后以预处理后的纳米铜粉为导电填料，以低黏度双酚A 型环氧树脂E51为载体制备纳米铜粉导电胶。表征了所得纳米铜粉导电胶的导电性能与连接强度，同时研究了经预处理后

纳米铜粉的抗氧化性能和纳米铜粉添加量对其导电性能和连接强度的影响。

1 实验

1.1 实验装置

实验中所用主要仪器设备有：数显水浴锅、鼓风干燥箱、箱式电阻炉、管式气氛炉、

同步热分析仪德国耐驰STA449F3 型、X 射线衍射仪D/MAX2500V型、透射电镜JEM−2100F 型、扫描电镜JSM−6490LV型、万用电表Agilent U3606A、美特斯电子万能试验机

CMT5105 型。