銀納米線是替代常用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)制作透明導(dǎo)電電極的理想材料,但是,銀納米線之間的接觸電阻降低了銀納米線網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電性,制約了銀納米線導(dǎo)電電極規(guī)模化應(yīng)用。尋求有效降低接觸電阻方法,提高銀納米線網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電性成為當(dāng)前的技術(shù)前沿和研究熱點。本文針對提高銀納米線網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電性的瓶頸問題,提出了一種基于近場光學(xué)的激光振鏡掃描焊接方法,開展了銀納米線網(wǎng)絡(luò)激光焊接實驗和工藝參數(shù)優(yōu)化研究。具體研究內(nèi)容如下:(1)開展了銀納米線接觸點激光焊接理論分析。基于激光與金屬材料的相互作用,分析了激光與銀納米線在光學(xué)近場范圍內(nèi)的作用機理,探討了銀納米線在激光作用下的近場增強效應(yīng)原理及其產(chǎn)生條件,揭示了激光納米焊接過程中近場光學(xué)增強效應(yīng)的進(jìn)程規(guī)律:第一階段,具有一定功率的激光照射到銀納米線網(wǎng)絡(luò)表面,在光學(xué)近場空間范圍內(nèi),銀納米線接觸點間隙產(chǎn)生局域場增強放大,產(chǎn)生熱量;第二階段,激光持續(xù)照射,局域場增強促使熱量積累;第三階段,局域熱積累使納米間隙溫度升高,熔化,焊接。進(jìn)一步分析了激光納米焊接的技術(shù)原理,為數(shù)值模擬和實驗研究奠定理論基礎(chǔ)。(2)基于時域有限差分法對銀納米線焊接模型進(jìn)行了高斯入射光波長仿真,為開展具體實驗研究提供理論依據(jù)。建立了銀納米線焊接的仿真模型,采用時域有限差分法模擬了1064nm、532nm、355nm高斯入射光與銀納米線相互作用的電場分布,研究不同入射光波長對近場增強效應(yīng)的影響規(guī)律,驗證了納米焊接過程中產(chǎn)生場增強放大、熔化和焊接的變化過程與作用機理。研究表明:近場增強效應(yīng)都發(fā)生了,近場增強效應(yīng)隨波長縮短而越加顯著。對于本文研究對象——直徑100nm的銀納米線(熔點873K)而言,355nm光激發(fā)的增強效應(yīng)過于劇烈,易造成銀納米線結(jié)構(gòu)損傷;1064nm光照射產(chǎn)生較弱的增強效應(yīng)則難以保證得到良好焊接,相較之下,532nm光所激發(fā)增強效應(yīng)明顯,焊接效果也可得到較好保證,綜合分析,優(yōu)選了532nm波長入射光為實驗研究過程所用光源。(3)開展了激光振鏡掃描銀納米線網(wǎng)絡(luò)焊接實驗研究及工藝參數(shù)優(yōu)化。為降低銀納米線接觸電阻,提高電極導(dǎo)電性,采用532nm的納秒激光和飛秒激光,進(jìn)行了振鏡掃描焊接實驗,研究了激光功率和光照時間對焊接質(zhì)量的影響規(guī)律。在保證有效焊接的前提下,以提升焊接質(zhì)量和效率為目標(biāo),進(jìn)行銀納米線網(wǎng)絡(luò)焊接工藝參數(shù)(激光功率、光照時間)優(yōu)化,并對焊后性能進(jìn)行表征。研究表明:激光焊接后銀納米線接觸電阻降低了50%,導(dǎo)電性有了很大的提高�；阢y納米線單點焊接的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了實驗室激光納米焊接工藝,利用振鏡掃描進(jìn)行銀納米線網(wǎng)絡(luò)焊接,設(shè)計和優(yōu)化了適用于工業(yè)化激光銀納米線焊接的簡化工藝。
【學(xué)位單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.1;TN249;TG456.7
【部分圖文】：

圖 1-1 顯示觸摸屏原理圖1-1 The schematic diagram of the display touch s用的透明導(dǎo)電電極材料是銦錫氧化物（明：ITO 透明導(dǎo)電薄膜現(xiàn)在仍是透明電如圖 1-2 所示，其主要的制備工藝是通

表 1-1 幾種導(dǎo)電電極的綜合性能對比[15]Tab.1-1 Comprehensive performance comparison of several transparent electrodes[15]圖 1-2 透明導(dǎo)電電極的應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1-2 The applications of transparentconductive electrodes圖 1-3 目前 ITO 主要的幾種替代材料[1]Fig.1-3 Several main substitute material of ITOat present[1]

表 1-1 幾種導(dǎo)電電極的綜合性能對比[15]Tab.1-1 Comprehensive performance comparison of several transparent electrodes[15]圖 1-2 透明導(dǎo)電電極的應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1-2 The applications of transparentconductive electrodes圖 1-3 目前 ITO 主要的幾種替代材料[1]Fig.1-3 Several main substitute material of ITOat present[1]
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2855365