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纳米银导电墨水的奥秘

更新时间: 2024-11-05 10:29:17  查看次数: 70    
Zeta电位绝对值(不管是正还是负)变低的时候,就会朝着凝结或者聚集的方向发展,这是因为吸引力超过了排斥力,使得原本的分散状态被打破,从而产生凝结或者聚集现象。Zeta电位主要和溶液的pH值有关,pH值升高的话,银颗粒表面的负电荷就会增多,Zeta电位也会跟着变大,所以纳米银墨水的pH值也是需要重点考虑的因素。
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表面张力是导电墨水内部分子相互作用产生的一种力,这种力会让表面尽量缩小,它在墨滴从形成一直到沉积在基板上的整个过程中都有不同的影响。如果表面张力比较低,导电墨水的浸润能力就强,能在喷嘴处很好地形成月牙面,墨水也能均匀地喷出,但是表面张力不能过低,要是过低的话,月牙面就形成不了,墨滴会直接破碎;反过来,如果表面张力大,墨水的浸润能力就差,喷嘴表面和轴线之间会有速度差,容易产生卫星液滴。粘度体现的是墨滴流动力和墨滴内部摩擦力的关系,和墨滴流体内部分子之间的相互作用有关。墨水粘度大,内部摩擦力就大,分子量也就越大,这样有利于减少卫星液滴的数量,不过要是粘度过高,需要的压力就越大,会消耗过多的能量,导致很难喷射。
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关于电气石添加量和导电银墨水粘度的关系,所有的导电墨水都有非牛顿流体的特性,在剪切速率在2800每秒以内时,随着剪切速率增加,导电墨水的粘度也增加,呈现出剪切增稠的趋势,当剪切速率达到2800每秒之后,每种导电墨水的粘度都稳定在特定的范围内。加入纳米电气石后,粘度会先下降然后再升高,这表明电气石可以减少粒子之间移动的阻力,从而使粘度降低,但是当电气石的含量继续增加时,溶剂化的有效体积会增大,需要的溶剂越来越多,自由的溶剂量越来越少,这样粒子之间的相互作用会加剧,粘度就又开始升高了。当电气石含量约为0.2%(重量比)时,在相同的剪切速率下,粘度是最小值,当剪切速率为2800每秒时,导电银墨水的粘度稳定在9.7毫帕·秒,合适的粘度能够保证打印流畅,还能避免喷头堵塞。
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这里介绍了纳米银导电墨水的组成成分和制备过程,对实验过程中的相关设备、原理和方法也简单说了一下,还对导电墨水的分散稳定性、表面张力、粘度这些流变学性能进行了测量,分析了纳米电气石对导电墨水性能的影响。这部分得出了以下结论:以纳米银颗粒作为导电相,去离子水作为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂,电气石颗粒作为辅助导电相,再加上其他助剂,经过不断搅拌和超声震荡,最终就能得到分散稳定的纳米银导电墨水。