利用超聲輔助干燥技術改善噴墨打印法成膜質量的研究.pdf

1、本論文研究了Ag納米顆粒材料與聚合物材料在液滴成膜過程中的膜厚形貌以及所形成Ag膜的導電特性，并針對Ag納米顆粒液滴成膜的過程，提出了一個新的理論模型，使用該模型能定性分析該Ag納米材料在不同情況下干燥后的成膜形貌，尤其適合于利用計算機模擬成膜后的膜厚剖面。實驗中我們發(fā)現(xiàn)對于Ag納米顆粒材料，在成膜過程中存在一個臨界成膜溫度Tc，對于一定體積的液滴，當成膜溫度低于Tc時，液滴成膜后的膜后剖面是“山”字形剖面(穩(wěn)定狀態(tài)液滴)或冠狀剖面(噴

2、打液滴)；當成膜溫度達到Tc時，膜厚剖面開始向“咖啡環(huán)”形貌轉化；當成膜溫度繼續(xù)上升到一定溫度時，膜厚剖面開始轉變?yōu)榈湫偷摹翱Х拳h(huán)”形貌。實驗中同時發(fā)現(xiàn)Tc與液滴體積有著密切的關系，在一定體積范圍內，Tc隨液滴體積的增加而增加，當Tc增大到一定數(shù)值后，隨著液滴體積的增加，Tc開始下降。實驗中我們還發(fā)現(xiàn)，通過在液滴干燥過程中引入超聲輔助干燥，可以改善液滴成膜的表面均勻性，并提高成膜的致密程度，改善其電導特性。利用我們發(fā)展的針對Ag納米顆粒

3、材料液滴成膜過程的理論模型，能夠定性解釋不同成膜情況下該材料液滴干燥后的成膜形貌，其膜厚剖面的模擬結果也與實際情況基本相符。MEH-PPV材料的液滴成膜過程中，我們發(fā)現(xiàn)其成膜形貌也跟成膜溫度密切相關。對于體積一定的液滴，較低溫度下的成膜形貌類似于一種“島”狀結構，比較復雜，中央沒有明顯的較大面積凹陷，而在較高溫度下，該島狀結構的中央會出現(xiàn)較大面積的明顯凹陷。而且液滴體積不同，“島”狀結構生成所需的溫度也不同，液滴體積越小，“島”狀結構的

4、形成溫度越低，同樣，體積越小的液滴出現(xiàn)中央凹陷結構的溫度也越低。同時，該聚合物材料的表面粗糙度與成膜后的后期熱處理溫度相關，熱處理溫度越高，表面粗糙度越大。聚合物成膜實驗中應該采取較為合適的后期熱處理溫度，以獲得較小的表面粗糙度。另外一種聚合物材料UJ1600系統(tǒng)測試用聚合物墨水樣品的成膜實驗中，我們發(fā)現(xiàn)采用超聲輔助干燥后的液滴成膜的膜厚均勻性較沒有適用超聲輔助干燥的樣品有很大改善，基本上消除了“咖啡環(huán)”缺陷，在室溫下該聚合物成膜后得到