烧结银八大缺陷:从根源分析到方案优化详解之一
#开工第一帖#烧结银八大缺陷:从根源分析到方案优化详解之一
孔隙率过高,致密性不足
缺陷表现:烧结层内部存在大量微米或者亚微米级空洞,孔隙率可达10%-30%,导致导热系数从240 W/m·K降至150 W/m·K、导电性能下降,剪切强度降低等。
根源分析
1溶剂挥发不畅:银膏中的有机溶剂在烧结初期挥发过快,若升温速率超过5℃/min,溶剂汽化会形成囚笼效应,将孔隙锁在内部。
2颗粒团聚:纳米银颗粒表面能高,若未充分分散,易提前团聚,导致烧结时无法形成连续网络。
3气氛不当:空气中烧结时,有机物燃烧不充分,残留碳渣会阻碍银原子扩散,增加孔隙率。
优化方案
1工艺控制:采用阶梯升温曲线:如3℃/min缓升→5℃/min促进扩散→3℃/min致密化),在130-200℃区间缓慢升温,让溶剂充分挥发;使用氮气+氢气还原性气氛,促进有机物分解为水和碳氢气体,同时还原银表面氧化物。
2材料设计:采用梯度颗粒配比,大颗粒构筑骨架,小颗粒填充缝隙,降低孔隙率至3%以下;添加稀土氧化物包覆银颗粒,抑制异常晶粒长大,提升致密性。#开工第一帖#
孔隙率过高,致密性不足
缺陷表现:烧结层内部存在大量微米或者亚微米级空洞,孔隙率可达10%-30%,导致导热系数从240 W/m·K降至150 W/m·K、导电性能下降,剪切强度降低等。
根源分析
1溶剂挥发不畅:银膏中的有机溶剂在烧结初期挥发过快,若升温速率超过5℃/min,溶剂汽化会形成囚笼效应,将孔隙锁在内部。
2颗粒团聚:纳米银颗粒表面能高,若未充分分散,易提前团聚,导致烧结时无法形成连续网络。
3气氛不当:空气中烧结时,有机物燃烧不充分,残留碳渣会阻碍银原子扩散,增加孔隙率。
优化方案
1工艺控制:采用阶梯升温曲线:如3℃/min缓升→5℃/min促进扩散→3℃/min致密化),在130-200℃区间缓慢升温,让溶剂充分挥发;使用氮气+氢气还原性气氛,促进有机物分解为水和碳氢气体,同时还原银表面氧化物。
2材料设计:采用梯度颗粒配比,大颗粒构筑骨架,小颗粒填充缝隙,降低孔隙率至3%以下;添加稀土氧化物包覆银颗粒,抑制异常晶粒长大,提升致密性。#开工第一帖#
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