印刷型可拉伸导体的制备及性能研究
发布时间：2021-05-24 12:12
可拉伸导体是可拉伸电子器件的基本构件,开辟了柔性电子发展的新方向。可拉伸导体可以通过结构设计或弹性导电材料开发来实现,或者将这两种方法结合。图案化的可拉伸导体是成功制造可拉伸电子器件的关键技术之一,即将可拉伸弹性体和导电填料混合制备弹性导电材料,并印刷在可拉伸支撑衬底上,其中导电材料组成、比例、与衬底的粘附力大小影响可拉伸导体的性能。因此,可拉伸导电油墨的开发是基于印刷技术制备图案化的可拉伸导体的关键。本文首先利用低温等离子体和多巴胺溶液对支撑衬底进行表面改性,然后基于银和液态金属开发了三种油墨,并印刷在经处理的基材表面,实现了快速、低成本地制备性能良好的可拉伸导体。1.将银片作为导电填料,液态聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为弹性体,制备了PDMS-Ag导电浆料,通过丝网印刷在支撑衬底上印制银基可拉伸导体。Ag含量为65 wt%时,电导率为769 S cm-1,可承受60%的拉伸应变,银片与弹性体具有大的表面接触面积有利于在拉伸下保持导电路径。2.将液态金属（GaInSn）引入银片中,形成具有高电导率、可拉伸性、强附着力和可成形性的Ag-LM合金。通过掩膜印刷（漏印...
【文章来源】：北京印刷学院北京市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
1.1 可拉伸电子与可拉伸导体
1.2 可拉伸导体的分类和制造方法
1.2.1 结构型可拉伸导体
1.2.2 本征可拉伸导体
1.3 可拉伸导体的图案化技术
1.4 弹性复合油墨的导电机理
1.5 课题研究内容及意义
1.5.1 论文的选题意义
1.5.2 论文的主要内容
2 银基可拉伸导体的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器
2.2.2 支撑衬底材料的制备及性能测试
2.2.3 支撑衬底的表面改性
2.2.4 PDMS-Ag导电浆料的制备
2.2.5 PDMS-Ag可拉伸导体的制备
2.2.6 PDMS-Ag可拉伸导体拉伸性测试过程
2.3 结果与讨论
2.3.1 支撑衬底的拉伸性能
2.3.2 等离子体处理和多巴胺处理对承印物表面润湿性的影响
2.3.3 PDMS-Ag可拉伸导体导电性和拉伸性研究
2.3.4 PDMS-Ag可拉伸导体的循环拉伸稳定性研究
2.3.5 PDMS-Ag导线的机械稳定性研究
2.4 本章小结
3 Ag-LM合金基可拉伸导体的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 Ag-LM合金的制备
3.2.3 Ag-LM合金基可拉伸导体的制备
3.2.4 Ag-LM合金基可拉伸LED灯带的制备
3.3 结果与讨论部分
3.3.1 Ag-LM合金形成机理
3.3.2 Ag-LM合金基可拉伸导体的导电性和拉伸性研究
3.3.3 Ag-LM合金基可拉伸导体的循环拉伸稳定性研究
3.3.4 基于Ag-LM导线的LED电路的稳定性研究
3.3.5 可弯曲变形电致发光器件的制备
3.4 本章小结
4 Ag-LMNPs基可拉伸导体的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 液态金属纳米粒子（LMNPs）的制备
4.2.3 Ag-LMNPs基可拉伸导体的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 LMNPs形成机理
4.3.2 Ag-LMNPs基可拉伸导体的制备研究
4.3.3 Ag-LMNPs基可拉伸导体的拉伸性研究
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录
作者攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能时代下的新型柔性压阻传感器[J]. 骆泽纬,田希悦,范基辰,杨鑫,樊天意,王超伦,吴幸,褚君浩. 材料导报. 2020(01)
[2]石墨烯导电油墨的研究进展[J]. 邱欣斌,刘飞翔,陈国华. 化工进展. 2018(04)
[3]Printed stretchable circuit on soft elastic substrate for wearable application[J]. Wei Yuan,Xinzhou Wu,Weibing Gu,Jian Lin,Zheng Cui. Journal of Semiconductors. 2018(01)
[4]石墨烯导电油墨的研究进展[J]. 石小梅,徐长妍,姬安. 包装工程. 2015(23)
[5]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库. 膜科学与技术. 2011(03)
[6]聚合物基导电复合材料几种导电理论的评述[J]. 卢金荣,吴大军,陈国华. 塑料. 2004(05)
本文编号：3204174
【文章来源】：北京印刷学院北京市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
1.1 可拉伸电子与可拉伸导体
1.2 可拉伸导体的分类和制造方法
1.2.1 结构型可拉伸导体
1.2.2 本征可拉伸导体
1.3 可拉伸导体的图案化技术
1.4 弹性复合油墨的导电机理
1.5 课题研究内容及意义
1.5.1 论文的选题意义
1.5.2 论文的主要内容
2 银基可拉伸导体的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器
2.2.2 支撑衬底材料的制备及性能测试
2.2.3 支撑衬底的表面改性
2.2.4 PDMS-Ag导电浆料的制备
2.2.5 PDMS-Ag可拉伸导体的制备
2.2.6 PDMS-Ag可拉伸导体拉伸性测试过程
2.3 结果与讨论
2.3.1 支撑衬底的拉伸性能
2.3.2 等离子体处理和多巴胺处理对承印物表面润湿性的影响
2.3.3 PDMS-Ag可拉伸导体导电性和拉伸性研究
2.3.4 PDMS-Ag可拉伸导体的循环拉伸稳定性研究
2.3.5 PDMS-Ag导线的机械稳定性研究
2.4 本章小结
3 Ag-LM合金基可拉伸导体的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 Ag-LM合金的制备
3.2.3 Ag-LM合金基可拉伸导体的制备
3.2.4 Ag-LM合金基可拉伸LED灯带的制备
3.3 结果与讨论部分
3.3.1 Ag-LM合金形成机理
3.3.2 Ag-LM合金基可拉伸导体的导电性和拉伸性研究
3.3.3 Ag-LM合金基可拉伸导体的循环拉伸稳定性研究
3.3.4 基于Ag-LM导线的LED电路的稳定性研究
3.3.5 可弯曲变形电致发光器件的制备
3.4 本章小结
4 Ag-LMNPs基可拉伸导体的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 液态金属纳米粒子（LMNPs）的制备
4.2.3 Ag-LMNPs基可拉伸导体的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 LMNPs形成机理
4.3.2 Ag-LMNPs基可拉伸导体的制备研究
4.3.3 Ag-LMNPs基可拉伸导体的拉伸性研究
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录
作者攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能时代下的新型柔性压阻传感器[J]. 骆泽纬,田希悦,范基辰,杨鑫,樊天意,王超伦,吴幸,褚君浩. 材料导报. 2020(01)
[2]石墨烯导电油墨的研究进展[J]. 邱欣斌,刘飞翔,陈国华. 化工进展. 2018(04)
[3]Printed stretchable circuit on soft elastic substrate for wearable application[J]. Wei Yuan,Xinzhou Wu,Weibing Gu,Jian Lin,Zheng Cui. Journal of Semiconductors. 2018(01)
[4]石墨烯导电油墨的研究进展[J]. 石小梅,徐长妍,姬安. 包装工程. 2015(23)
[5]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库. 膜科学与技术. 2011(03)
[6]聚合物基导电复合材料几种导电理论的评述[J]. 卢金荣,吴大军,陈国华. 塑料. 2004(05)
本文编号：3204174
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