Tembagaberbeza dengan logam seperti aluminium dan nikel kerana sukar untuk membentuk lapisan passivasi intrinsik yang padat dan stabil di permukaannya. Oleh itu, permukaan tembaga yang terdedah akan terus teroksida dan berkarat oleh oksigen dan wap air di udara. Lebih kecil saiz zarah dan lebih besar kawasan permukaan serbuk tembaga tertentu, lebih mudah untuk mengoksida dengan cepat untuk menghasilkan produk seperti cuprous oksida (Cu2o) danoksida tembaga (CUO). Lapisan penebat oksida ini dengan ketara mengurangkan kekonduksian serbuk tembaga dan menghalang sambungan sintering zarah, mengakibatkan kemerosotan prestasi pes konduktif. Terutama semasa proses sintering elektrod depan sel fotovoltaik (sering memerlukan suhu tinggi melebihi 500 ℃), jika serbuk tembaga tidak dilindungi, ia akan teroksida dengan teruk dan tidak dapat membentuk rangkaian konduktif logam yang baik. Di samping itu, dalam persekitaran yang tinggi dan persekitaran kelembapan yang tinggi, pertumbuhan lapisan oksida juga boleh menyebabkan kekonduksian merosot dari masa ke masa, yang mempengaruhi jangka hayat peranti. Oleh itu, menghalang pengoksidaan permukaan serbuk tembaga adalah penting untuk mengekalkan kekonduksian, aktiviti sintering, dan kestabilan jangka panjang.
Penyelidik dan jurutera telah membangunkan pelbagai teknik rawatan antioksidan permukaan untuk menangani isu serbuk tembaga yang terdedah kepada pengoksidaan. Membina lapisan pelindung fizikal atau kimia pada permukaan serbuk tembaga boleh menghalang sentuhan oksigen atau tapak aktif passivate, dengan itu melambatkan atau bahkan menghalang pengoksidaan daripada berlaku. Kaedah utama termasuk perlindungan salutan organik, salutan anorganik, pengubahsuaian pengubahsuaian diri, dan rawatan pengurangan permukaan. Teks berikut memperkenalkan rawatan pengurangan permukaan secara berasingan.
Pengurangan permukaan dan rawatan passivation pengaktifan
Rawatan Pengurangan Kimia: Pengurangan permukaan boleh dilakukan selepas penyediaan serbuk tembaga atau sebelum digunakan untuk mengeluarkan lapisan oksida yang dihasilkan dan melepasi permukaan dengan segera. Kaedah yang biasa digunakan adalah untuk menambah agen pengurangan ringan seperti asid organik (asid formik, asid sitrik), hidrazin, asid fosforus, dan lain -lain untuk penggantungan serbuk tembaga untuk rawatan perendaman. Sebagai contoh, tambah serbuk tembaga nano menjadi 0.1% - 2% asid organik (seperti asid sitrik) untuk menyesuaikan pH 1 - 5, kacau dan berdiri, maka oksida tembaga permukaan boleh dibubarkan dan dikeluarkan, dan kemudian ditapis dan dikeringkan. Langkah ini dapat mengurangkan kandungan oksigen serbuk. Walau bagaimanapun, permukaan segar terdedah terdedah kepada pengoksidaan semula dan memerlukan perlindungan passivasi segera. Untuk ini, "kaedah pengurangan dua langkah pengurangan" boleh dibentuk dengan menggabungkan rawatan pengurangan dengan perencat kakisan: Pertama keluarkan lapisan oksida dengan ejen pengurangan, dan kemudian segera menduduki tapak aktif permukaan dengan molekul organik. Zheng Nanfeng et al. melaporkan kaedah inovatif: rawatan hidroterma tembaga menggunakan formasi sebagai ejen penyelarasan permukaan. Formasikan bukan sahaja bertindak sebagai ejen pengurangan untuk menghilangkan oksida permukaan, tetapi juga membina semula permukaan tembaga (110) dalam bentuk yang diselaraskan, membentuk lapisan passivasi koordinasi dengan superstruktur C (6 × 2). Lapisan ini terdiri daripada dimer koordinasi formasi tembaga dan o ² ⁻, yang secara berkesan dapat menyekat zarah -zarah menghakis seperti O ₂ dan Cl ⁻ dari memasuki logam tembaga dalaman. Atas dasar ini, sejumlah kecil molekul alkil thiol diperkenalkan untuk pengubahsuaian selanjutnya, mengisi kecacatan permukaan yang tidak sepenuhnya dilindungi oleh lapisan koordinasi, dan prestasi antioksidan permukaan tembaga diperbaiki dengan tiga pesanan magnitud. Kaedah pengubahsuaian kimia permukaan "formate+thiol" ini boleh dilaksanakan pada suhu bilik, mengekang serbuk tembaga dengan kapasiti antioksidan super kuat sementara hampir tidak mengurangkan kekonduksian dan kekonduksian terma. Pada masa ini, serbuk tembaga yang diubahsuai berdasarkan teknologi ini telah berjaya digunakan dalam eksperimen penyediaan tahap kilogram tampalan tembaga antioksidan, dan boleh digunakan dalam bidang seperti garis konduktif bercetak dan perisai elektromagnet. Pencapaian ini menunjukkan bahawa dengan bijak merancang ligan permukaan untuk mencapai perlindungan pengurangan, strategi baru boleh disediakan untuk tembaga untuk menggantikan perak.
Atmosfera pelindung dan rawatan plasma: Sebagai tambahan kepada kaedah kimia, cara fizikal juga digunakan untuk pengaktifan permukaan dan perlindungan serbuk tembaga. Sebagai contoh, menggunakan suasana pengurangan (seperti nitrogen yang mengandungi 5% hidrogen, wap asid formik, dan lain-lain) semasa proses sintering tampalan tembaga dapat menghalang pengoksidaan suhu tinggi tembaga dan membantu mengeluarkan filem oksida sisa. Terdapat juga penerokaan menggunakan plasma untuk merawat permukaan serbuk tembaga, dengan serta -merta mengurangkan/membersihkan permukaan dan mendepositkan lapisan bahan passivasi di bawah plasma gas lengai. Di samping itu, teknologi sintering perlindungan diri yang dipanggil merujuk kepada menambah beberapa bahan tambahan kepada tampalan tembaga, yang mengurai untuk mengurangkan gas atau membentuk sisa perlindungan apabila dipanaskan semasa sintering. Sebagai contoh, amina organik, alkoksida, dan lain -lain boleh terurai ke dalam ammonia dan aldehid pada suhu tinggi, yang boleh mewujudkan persekitaran pengurangan mikro untuk melindungi zarah tembaga dan sambungan sintering lengkap. Idea kaedah ini adalah untuk menggabungkan "antioksidan" ke dalam formulasi buburan untuk mencegah tembaga daripada dioksidakan semasa peringkat sintering kritikal.
Prospek permohonan serbuk tembaga dalam pasta konduktif dan pembungkusan elektronik adalah luas, tetapi pengoksidaan telah menjadi penghalang utama antara pencapaian makmal dan produk sebenar. Kajian baru -baru ini telah menunjukkan bahawa pelbagai strategi seperti salutan organik, salutan bukan organik, pengundian diri, dan pengurangan permukaan dapat meningkatkan sifat antioksidan serbuk tembaga, membolehkannya mengekalkan kekonduksian yang sangat baik dalam tetingkap proses yang luas. Kaedah yang berbeza mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri, dan perlu dipilih atau digabungkan untuk aplikasi tertentu.
Sat Nano adalah pembekal terbaikserbuk tembagaDi China, kami boleh menawarkan serbuk Nanopowder dan Micron, jika anda mempunyai pertanyaan, sila hubungi kami di sales03@satnano.com
