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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:葉松弦
研究生(外文):YEH, HSIEN-SUNG
論文名稱:石墨奈米銀複合材料合成與導電性探討
論文名稱(外文):Synthesis and study of conductivity property of graphite /nano silver composite
指導教授:葉安祺
口試委員:程深鄧先巧
學位類別:碩士
校院名稱:正修科技大學
系所名稱:化工與材料工程研究所
學門:民生學門
學類:美容學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:石墨奈米銀導電性
外文關鍵詞:GraphiteNano silverConductivity
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本研究以氧化還原法來製備出石墨奈米銀粒子,並由能量散射光譜
儀、掃瞄式電子顯微鏡等分析,鑑定並探討所得之石墨奈米銀粒子性質。
本文以節省成本、省時的概念選擇石墨與硝酸銀1:4 的比例下製作石墨奈米銀粒子,再分別與ITK 5517 和PEDOT 及ITK 5517/PEDOT 摻合測試其電阻,由掃瞄式電子顯微鏡、高倍數顯微鏡觀察其塗佈之微觀結構,在其元件製程中發現與ITK5517 及PEDOT 摻合薄膜有龜裂與破損現象發生,造成電阻值偏高,將石墨奈米銀粒子經由球磨機研磨後,將其石墨奈米銀粒子均勻分佈,則摻合塗佈時無破損現象發生,有利於得到較低的電阻值,反之摻合之石墨奈米銀薄膜彼此之間有龜裂破損情況嚴重再經由300℃燒結後,彼此之間裂痕更加擴大和明顯,所得電阻值明顯偏高。
石墨奈米銀粒子與ITK 5517和PEDOT及ITK 5517/PEDOT摻合經由燒
結的方式,在130℃時測其電阻分別得到0.319Ω.cm、0.394Ω.cm、0.935Ω.cm,燒結至300℃時電阻值遞減至0.22Ω.cm、0.283Ω.cm、0.5Ω.cm,由此可得知高溫燒結後可得較低的電阻值。
In this study, we used oxidation-reduction method to prepare graphite silver nano particles. In the meantime, by using of energy dispersive spectroscopy and scanning electron microscope, we have analyzed and identified the properties of graphite silver nano particles.
Graphite silver nano particles can be prepared with the mixture ratio of 1:4 of graphite to nitrate silver for cost and time saving. Blending with ITK 5517 and PEDOT and ITK 5517/PEDOT, we checked the electrical resistance of the graphite silver nano particles. We also observed the cracks of film of mixtures of ITK5517 and PEDOT in fabricating process of the devices and which resulted high electrical resistance of the graphite silver nano particles by using of scanning electron microscope and high expansion microscope. However, if the graphite silver nano particles were grinded by ball mill and uniformly being coated as films, the damage phenomenon would not be found
and the electrical resistance can be lowered, comparatively, cracks developed with higher resistance when blending materials in graphite nano particle silver
film sinter through the process at 300℃.
Graphite silver nano particles sinter being blended with ITK 5517,PEDOT and ITK 5517/PEDOT at 130 ℃ respectively can have the electrical resistance of 0.319Ω per cm, 0.394Ω per cm and 0.935Ω per cm. In contrast,if sinter being blended at 300 ℃,the electrical resistance being down to 0.22Ω per cm, 0.283Ω per cm, and 0.5Ω per cm.Conclusively, high temperature sintering can cause lower resistance.
摘要------------------------------------------------------------I
英文摘要--------------------------------------------------------II
第一章緒論------------------------------------------------------1
1-1 前言--------------------------------------------------------1
1-2 奈米材料之應用----------------------------------------------1
1-3 奈米粒子及石墨奈米銀粒子製備--------------------------------2
1-3-1 奈米粒子製備方法簡介--------------------------------------2
1-3-2 石墨奈米銀粒子--------------------------------------------3
1-4 研究動機----------------------------------------------------3
第二章 實驗部分-------------------------------------------------4
2-1 實驗儀器----------------------------------------------------4
2-2 藥品及溶劑--------------------------------------------------4
2-3 石墨奈米銀粒子之製備方法------------------------------------5
2-4 石墨奈米銀元件製程------------------------------------------6
第三章 結果與討論 ----------------------------------------------9
3-1 石墨奈米銀粒子合成之分析------------------------------------7
3-1-1 SEM及EDS分析----------------------------------------------7
3-1-2 XRD分析--------------------------------------------------10
3-2 純石墨與石墨奈米銀導電性質之分析---------------------------13
3-2-1 純石墨與ITK5517及純石墨與PEDOT摻合導電性質分析-----------13
3-2-2 石墨奈米銀與ITK5517 摻合導電性質分析---------------------13
3-2-3 石墨奈米銀與PEDOT 摻合導電性質分析-----------------------19
3-2-4 石墨奈米銀與ITK5517/PEDOT 混摻導電性質分析---------------23
3-3 石墨奈米銀薄膜表面特性分析---------------------------------27
3-3-1 顯微鏡分析-----------------------------------------------27
3-3-2 SEM 及EDS 成分分析---------------------------------------28
第四章 結論----------------------------------------------------39
參考文獻-------------------------------------------------------40
表目錄
表1 奈米材料之應用範圍------------------------------------------1
表2 化學法製備奈米粒子------------------------------------------2
表3 石墨奈米銀:ITK5517 摻合重量比為2:1-------------------------14
表4 石墨奈米銀:ITK5517 摻合重量比為3:1-------------------------15
表5 石墨奈米銀:ITK5517 摻合重量比為4:1-------------------------16
表6 石墨奈米銀:ITK5517 摻合重量比為5:1-------------------------16
表7 石墨奈米銀:ITK5517 摻合重量比為6:1-------------------------17
表8 石墨奈米銀:ITK5517 摻合重量比為7:1-------------------------18
表9 石墨奈米銀: PEDOT 摻合重量比為1:1--------------------------20
表10 石墨奈米銀: PEDOT 摻合重量比為2:1-------------------------20
表11 石墨奈米銀: PEDOT 摻合重量比為3:1-------------------------21
表12 石墨奈米銀: PEDOT 摻合重量比為1:2-------------------------22
表13 石墨奈米銀:PEDOT: ITK5517 摻合重量比為7:1:1---------------24
表14 石墨奈米銀:PEDOT: ITK5517 摻合重量比為7:2:1---------------24
表15 石墨奈米銀:PEDOT: ITK5517 摻合重量比為7:3:1---------------25
表16 石墨奈米銀:PEDOT: ITK5517 摻合重量比為7:1:2---------------26
圖目錄
圖1 石墨奈米銀粒子製作流程------------------------------------5
圖2 石墨奈米銀元件製作流程------------------------------------6
圖3 石墨奈米銀元件製作流程------------------------------------6
圖4 石墨奈米銀元件製作流程------------------------------------6
圖5 石墨與硝酸銀摻合比例為1:2 SEM-----------------------------7
圖6 石墨與硝酸銀摻合比例為1:4 SEM-----------------------------8
圖7 石墨與硝酸銀摻合比例為1:6 SEM-----------------------------8
圖8 石墨與硝酸銀摻合比例為1:2 EDS-----------------------------9
圖9 石墨與硝酸銀摻合比例為1:4 EDS-----------------------------9
圖10 石墨與硝酸銀摻合比例為1:6 EDS----------------------------10
圖11 石墨與硝酸銀摻合比例為1:2 XRD分析------------------------11
圖12 石墨與硝酸銀摻合比例為1:4 XRD分析------------------------11
圖13 石墨與硝酸銀摻合比例為1:6 XRD分析------------------------12
圖14 石墨與硝酸銀摻合比例為1:4研磨3day-XRD分析----------------12
圖15 石墨與硝酸銀摻合比例為1:6研磨5day-XRD分析----------------13
圖16 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為2:1和3:1電阻值-------------14
圖17 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為4:1和5:1電阻值-------------15
圖18 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為6:1和7:1電阻值-------------17
圖19 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為2:1~7:1電阻值----------------18
圖20 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為1:1和2:1電阻值---------------19
圖21 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為3:1和1:2電阻值---------------21
圖22 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為1:1~3:1及1:2電阻值-----------22
圖23 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:1:1和7:2:1電阻值---23
圖24 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:3:1和7:1:2電阻值---25
圖25 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:1:1~7:3:1及7:1:2
電阻值----------------------------------------------------------26
圖26 石墨奈米銀薄膜---------------------------------------------27
圖27 破損的石墨奈米銀薄膜---------------------------------------28
圖28 純石墨/ITK5517摻合130℃之SEM分析---------------------------29
圖29 純石墨/ITK5517摻合300℃之SEM分析---------------------------29
圖30 純石墨/PEDOT 摻合130℃之SEM分析----------------------------30
圖31 純石墨/PEDOT摻合300℃之SEM分析-----------------------------30
圖32 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為6:1 130℃之SEM分析-----------31
圖33 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為6:1 300℃之SEM分析-----------31
圖34 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為7:1 130℃之SEM分析-----------32
圖35 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為7:1 300℃之SEM分析-----------32
圖36 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為2:1 130℃之SEM分析---------------33
圖37 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為2:1 300℃之SEM分析---------------33
圖38 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為3:1 130℃之SEM分析---------------34
圖39 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為3:1 300℃之SEM分析---......------34
圖40 石墨奈米銀/PEDOT /ITK5517摻合重量比為7:1:1 130℃之SEM分析------35
圖41 石墨奈米銀/PEDOT /ITK5517摻合重量比為7:1:1 300℃之SEM分析------35
圖42 石墨奈米銀/PEDOT /ITK5517摻合重量比為7:2:1 130℃之SEM分析------36
圖43 石墨奈米銀/PEDOT /ITK5517摻合重量比為7:2:1 300℃之SEM分析------36
圖44 石墨奈米銀截面------..............................--------37
圖45 石墨奈米銀薄膜不同位置截面之EDX 分析-----------------------37
圖46 石墨奈米銀薄膜不同位置截面之EDX 分析-----------------------38
附錄
圖47 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為2:1 燒結溫度 130℃-----------42
圖48 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為2:1 燒結溫度 300℃-----------42
圖49 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為3:1 燒結溫度 130℃-----------43
圖50 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為3:1 燒結溫度 300℃-----------43
圖51 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為4:1 燒結溫度 130℃-----------44
圖52 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為4:1 燒結溫度 300℃-----------44
圖53 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為5:1 燒結溫度 130℃-----------45
圖54 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為5:1 燒結溫度 300℃-----------45
圖55 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為6:1 燒結溫度 130℃-----------46
圖56 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為6:1 燒結溫度 300℃-----------46
圖57 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為7:1 燒結溫度 130℃-----------47
圖58 石墨奈米銀/ITK5517摻合重量比為7:1 燒結溫度 300℃-----------47
圖59 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為1:1 燒結溫度 130℃-------------48
圖60 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為1:1 燒結溫度 300℃-------------48
圖61 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為2:1 燒結溫度 130℃-------------49
圖62 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為2:1 燒結溫度 300℃-------------49
圖63 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為3:1 燒結溫度 130℃-------------50
圖64 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為3:1 燒結溫度 300℃-------------50
圖65 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為1:2 燒結溫度 130℃-------------51
圖66 石墨奈米銀/PEDOT摻合重量比為1:2 燒結溫度 300℃-------------51
圖67 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:1:1 燒結溫度 130℃---------52
圖68 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:1:1 燒結溫度 300℃---------52
圖69 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:2:1 燒結溫度 130℃---------53
圖70 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:2:1 燒結溫度 300℃---------53
圖71 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:3:1 燒結溫度 130℃---------54
圖72 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:3:1 燒結溫度 300℃---------54
圖73 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:1:2 燒結溫度 130℃---------55
圖74 石墨奈米銀/PEDOT/ITK5517摻合重量比為7:1:2 燒結溫度 300℃---------55
圖75 純石墨/ITK5517 燒結溫度 130℃------------------------------------56
圖76 純石墨/ITK5517 燒結溫度 300℃------------------------------------56
圖77 純石墨/ PEDOT 燒結溫度 130℃-------------------------------------57
圖78 純石墨/ PEDOT 燒結溫度 300℃-------------------------------------57
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