关于怎么设计一个功能的微纳光电器件方法如下
结合微纳光电器件的应用需求,通过数值计算和功能模拟实验,开发具有新型结构和功能的微光元件,提升微纳结构器件的光电特性和潜在应用:在分子与原子尺度上对纳米光电器件的物理化学结构、光电子传输与转换的动方学过程和机理并展研究,拓展新基微光元件的基本特性和信息功能,为卡三代光电孑器件提供理论基础和技术
微纳光子器件设计研究:主要通过微纳结构模型设计与模拟计算,分析微纳光电器件结构对光电子传输的影响通过FDTD算法及COMSOL MULTIPHIYSICS、Opti-FDTD等软件设计可应用于光通信、半导体材料和光伏太阳能优化设计等领域的亚波长金属器件。
功能光电子材料研究:以新型光电子材料为研究基础,分析复合半导体光催化材料的能带结构及界面电荷传输特
研究光催化功能材料的制备技术及其在能源和环境领域中应用的工艺路线,为此类材料在光电子器件的研发
中应用确定理论与技术基础。
共振梨徽光元件研究:基无微纳光子器件的共振效应,研究金属-介质纳米复合结构器件的光作用机理,建立近似的理论分析方法
开展优化设计与实验容差分析,对微光元件的光学特性作多角度分析,拓展这类器件在光通
信、滤波、传感等领域的应用。
电芯仿真包含哪些内容
推荐以下三款设计的主要软件:Integrated solutions environment (IES),熟悉AutoCAD易,否则,中含有9大模块(建筑模块、能耗模块、采光日照模块、日照模块、造价费用分析模块、人员出入模块、流体计算模块、建筑可持续性分析模块、VE导航模块)。可用于建筑设计初期阶段以及现有建筑改造阶段,可以使设计者更好的理解不同的节能设计方案对建筑性能的影响。此工具可用来模拟评估建筑耗能(energy/carbon usage) — 包括冷热负荷,热环境,失热量及得热量,HVAC;日光照明,太阳能(solar),气流(airflow);确定管道尺寸(pipe sizing;duct sizing)及成本概况(costs)。其功能类似Autodesk Ecotect Analysis,比Ecotect建模稍微容易些,可以与Radiance兼容对室内的照明效果进行可视化的模拟。
Autodesk Ecotect Analysi,熟悉AutoCAD易+,否则,中+此软件是一个建筑全能耗分析软件,适用于从概念设计到详细设计环节的可持续设计及分析工具,其中包含应用广泛的仿真和分析功能,能够提高现有建筑和新建筑设计的性能。仿真模拟包括:建筑能耗(年,月,日,小时);建筑热环境;建筑耗水量;太阳辐射(Solar radiation);日光照明;建筑阴影分析(Shadow and reflections)。用户可以利用三维表现功能进行交互式分析,模拟日照、阴影、发射和采光等因素对环境的影响。DOE-2 (较为过时的工具),难逐时能耗分析,HVAC系统运行的寿命周期成本(LCC)。适用各类住宅建筑和商业建筑。有20种输入校核报告,50种月度或年度综合报告,700种建筑能耗逐时分析参数,用户可根据具体需要选择输出其中一部分。当前最强大的模拟软件,其BDL内核为类似多种软件使用。有非常详细的建筑能耗逐时分析报告,可处理结构和功能较为复杂的建筑。DOS下操作界面,输入较为麻烦,须经过专门的培训;对专业知识要求较高。
电子浆料溶剂不臭
我们的电池安全、耐用、可靠吗?从手机电池安全事件到波音787电池事件,人们前所未有地在关注电池问题。的确,巨大的移动数码和通信设备的需求、电动工具的快速发展,电动汽车和节能环保对大容量电池的需求,使整个电池行业欣欣向荣。但锂电池的容量越大,危险就越大。如何通过严格可靠的测试,控制并保证锂电池的安全运行并提升其工作寿命,不仅是从事锂电池开发和生产的工程师面对的挑战,也同样是对产品设计工程师在选用电池和设计产品用电特性时,需要充分考虑的问题。
图1 锂离子电池的工作原理图
锂电池的控制和监测是通过电池的保护和控制电路(BMS)来实现的。在实际BMS的研发和测试时,需要模拟可控的电芯来仿真电池的不同工作状态,评估BMS的保护和控制性能。然而,目前常规的手段难以仿真其真实的工作状态并进行精确测试,也无法实现电池保护响应时间的精确测试。安捷伦科技新的先进电源系统(APS)和直流电源分析仪,同时具备电源、负载、电压电流数字化仪,大功率任意波形发生器等等众多功能。基于这些新产品开发出的测试方案,可便捷地完成电池仿真、内阻测试,还有充放电容量,比如过充、过放、过流、短路等全面性能的评估。
电池应用需求
使用电池供电的设备及产品有很多,比如、手机、平板电脑、笔记本、数码相机等等,这些都是使用可充电的电池进行供电,这也是目前可充电电池领域最大的市场之一,这些电池的容量和体积都比较小。
随着全球绿色能源和节能环保概念的提出,大功率、大容量的电池应用也逐渐地变得越来越多,包括电动汽车、电动自行车等,所以,大功率、大容量的电池应用成为电池应用的主要领域之一。
UPS不间断电源也是大容量、大功率电池的一个主要领域。
另外,绿色能源,比如光伏发电、风力发电,也在催生着更大功率电池的应用,主要是因为无论风力还是太阳能都不是全天候的能源,比如,太阳能在白天光照强的时候能输出比较大功率,但是在晚上没有直接的光照却不能提供大功率的供电。所以,就需要在太阳能充分的时候把转化过来的电能进行储存,而在光照不充分的晚上把它释放出来,风力发电也是一样。在这样的情况下,大功率电池就显得非常重要。
锂电池特性及充放电管理
电池主要由电芯、控制保护电路、外壳引线等组成。主流的电芯由以下企业提供,包括三洋、松下、索尼、比克等。
PTC是positive temperature coefficient的缩写。正温度系数电阻,温度越高,阻值越大,可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生,即过流保护作用。
NTC是negative temperature coefficient的缩写。负温度系数电阻,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。
锂离子电池的工作原理如图1所示。充电时,锂离子从正极层状物的晶格脱出,通过电解液迁移到层状物负极表面后嵌入到石墨材料晶格中,同时剩余电子从外电路到达负极。放电则相反,锂离子从石墨晶格中脱出,回到正极氧化物的晶格中。由于LixCx非常活跃,可以和水发生反应。故电解质选用可溶于有机溶剂的锂盐。但使得锂电池相比镍铬、镍氢电池的内阻要大很多。
在充电的过程中,Li+从正极LiCoO2中脱出,进入电解液,在充电器附加的外电场作用下向负极移动,依次进入石墨或焦炭C组成的负极,在那儿形成LiC化合物。如果充电速度过快,会使得Li+来不及进入负极栅格,在负极附近的电解液中就会聚集Li+,这些靠近碳C负极的Li+很可能从负极俘获一个电子成为金属Li。持续的金属锂生成会在负极附近堆积、长大成树枝状的晶体,俗称枝晶。随着负极的充满程度越高,LiC晶格留下的空格越少,从正极移动过来的Li+找到空格的机会就困难,时间就越长。如果充电速度不变的话,一样可能在负极表面形成局部的Li+堆积。因此,在充电的后半段必须逐步缩小充电电流。枝晶的长大会刺破正负级之间的隔膜,形成短路。可以想象:充电的速度越快越危险;充电终止的电压越高也就越危险;充电的时间越长也越危险。因此,充电控制和管理对锂电池尤为重要。
锂离子电池的电压过高或者过低都会影响锂电池的正常使用,甚至发生燃烧、爆炸等造成严重的后果。根据锂电池的特性,一般将锂离子电池电压划分为以下几个区域,不同的电芯制造商虽有区别,但区别不大。高压危险区:保护线路过充保护电压(4.275V~4.35V);高压警戒区:锂离子电池充电限制电压4.20V;正常使用区锂离子电池放电终止电压(2.75V~3.00V);低压警戒区:保护线路过放保护电压(2.3V~2.5V);低压危险区。
锂电池的控制保护电路如图2所示。正常充电时,P+,P-端接充电器。MOS开关T2打开,T1关闭。充电电流回路为:P+>>B+>>B->>D2>>T1>>P-。正常放电时,P+,P-端接用电设备,如手机。T1打开,T2关闭。放电回路为: B+>>P+>>P->>D1>>T2>>B-。
随着充电的进行,电池电量及电压不断上升,如果不及时控制就可能进入高压警戒区,甚至危险区。保护电路就需要准确的监测电池的电压,当进入警戒区时及时打开充电回路开关T1,切断充电回路。反之,随着放电的进行,电池电量及电压不断下降,如果不及时控制就可能进入低压警戒区和危险区。保护电路就需要准确的监测电池的电压,当进入警戒区时及时打开充电回路开关T2,切断放电回路。
图2 锂电池的控制保护电路
锂离子电池充电的几个基本原则:
•电流必须
-瞬时值<5C,平均值<1.2C
-以上值和电极表面积、电解质、温
度有关,不同制造商略有不同
•充电电压都不能超过4.275,考虑到
制造误差和温度漂移,一般充电电压
设定不超过4.2V
•充电终止后不能接受涓流充电
•电压到达4.2V后充电必须在几个小
时内完成,不能任意延长
违背上述原则都将产生“枝晶效应”,长期反复地违背这些规则,将会对电池的寿命产生极大的影响,甚至有安全问题,据不完全统计,美国每年有70起手机锂离子电池的爆炸事故。
电芯和成品电池的测试要求:
•开路电压
•交流内阻
•充电容量
•放电容量
•充、放电循环寿命
电池保护电路的测试要求:
•保护功能及性能验证
-充电过充保护电压精度及响应时间
-过充保护撤销恢复及响应时间
-放电过放保护电压精度及响应时间
-过放保护撤销恢复及响应时间
-充电过流保护及响应时间
-放电过电流保护及响应时间
-短路保护测试
•保护电路对电池性能的影响
-待机空耗电流
-保护电路的电阻
N6705B直流分析仪
安捷伦科技的解决方案之一是N6705B直流分析仪,方案在单台仪器中整合多种测试仪器的功能,为研发工程师大幅度提高工作效率。表1为安捷伦科技产品技术参数。
表1 安捷伦科技产品技术参数
N6705B直流分析仪主要特性:
•1~4路高性能电源/负载
•数字电压表和电流表
•带功率输出的任意波形发生器
•示波器
•数据采集
•所有的测量和功能都能通过前面板实
现
第一种用N6705B进行电芯/成品电池容量测试,即用作电源或负载直接给电池充、放电、测试容量,如图3所示。PC安装14585A软件进行电压、电流随时间变化,并直接显示容量值。软件支持最大999小时长时间记录,且可进行任意区域放大、缩小和分析功能。
图3 用作电源或负载
第二种用N6705B进行电芯/成品电池容量测试,即用真实的充电器、手机给电池充电,作为电压、电流表测试充电容量,如图4所示。手机充电与直接用电源充电的充电模型完全不同,最真实的反映电池容量。与任何其他方式不同,N6705B的电流表做到0V压降,不对电池电压产生任何影响。
图4 N6705B作为电压、电流表测试充电容量
第三种用N6705B进行电芯/成品电池容量测试,即用真实手机对电池放电,作为电压、电流表测试放电容量,如图5所示。
图5 作为电压、电流表测试放电容量
电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000Hz,幅度50mA的交变电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。
N6705B/N6700B具有任意波形功能,可以实现1000Hz的50mA的交变电流。N6705B/N6700B内置高精度高带宽的电压、电流采集仪,即可实现电池内阻的精确测量。除了电池内阻,电池的开路电压也可以同时测试。可支持4个通道同时运行,完成4个电池交流内阻的并行测试。
电池保护电路板测试也具有众多挑战,保护电路测试项目众多,而且无论B+、B-端,还是P+、P-端都具有“双向性”,即输出电流和吸收电流。通常都需要多台电源、电子负载、示波器、程控开关等组合完成,测试系统连接框图如图6所示。对测试设备的精度要求极高,如过充电压保护测试,需要模拟电芯的电压精度到达几mV。因此,在4V电压时,1mV相当于0.025%。同样,保护电路板的空耗电流也仅有几μA,通常需要用万用表测试。保护电路板的电阻也只有几mΩ或几十mΩ,对测试设备也提出很高的要求
图6 测试系统连接框图
仅需一台N67xx电源即可完成电池保护电路板测试,项目有:充电过充保护电压精度及响应时间、过充保护撤销恢复及响应时间、放电过放保护电压精度及响应时间、过放保护撤销恢复及响应时间、充电过流保护及响应时间、放电过电流保护及响应时间、待机空耗电流、保护电路的电阻。
使用N6705B的任意波发生器功能,通道1模拟电池电压的上升和下降序列,检测电流变化,使用示波器功能同时记录电压电流变化,可测试充电过压保护电压及响应时间、保护撤销电池电压及响应时间。
通道1模拟电池电压的下降和上升序列,检测电流变化,使用示波器功能同时记录电压电流变化,即可测试放电欠压保护电压及响应时间,保护撤销电池电压及响应时间。
设置通道2的最大电流为6A,并使用N6705B的示波器功能,记录电流波形,即可测试出过流保护响应时间。
设置通道1的最大电流为4A,并使用N6705B的示波器功能,记录电流波形,即可测试出过流保护响应时间。
短路测试需要电源提供极大的峰值电流,N6700平台高功率模块提供最大50A电流,短路响应时间非常短,通常都在百微秒级别。
N678x SMU或安装2μA选件的N6762 模块都具有nA级别电流测试能力,可以轻松实现保护电路板μA级别电流的测量。
充电宝工作原理框图如图7所示。
图7 充电宝工作原理框图
两通道电源+负载实现DC/DC一体化测试如图8所示。在源端注入特定幅度频率的纹波噪声,同时在输出端测量纹波的幅度值,并计算纹波抑制比。
图8 两通道电源+负载实现DC/DC一体化测试图
测试DC/DC电源的各项指标:
•完整的两象限工作状态,可以作为电
子负载使用
• 100kHz任意波形带宽,可以生成所
需要的任意波形电压、电流波形、脉
冲、噪声等信号
• 200kHz采样率,作为电子负载,直
接观察输入电压、电流波形
•低电压状态下工作正常,无导通电压
要求
APS是市场上功能较为强大的直流电源设备,具有众多特性:
•体积小,速度快,输出/测量精度高
•低输出噪声,以80V电压型号为例,纹波噪声峰峰值13mV,有效值1.5mV。
•两象限工作能力,可作为电源或电子
负载使用
•无缝量程切换功能,同时测量mA到
几十A电流
•电压电流的长时间数据记录功能
•电压电流短时间波形采集功能
•电压电流的输出波形编辑功能
•电压电流波形的捕捉和回放
•多种触发/保护功能,灵活的功率配置
N69xx与N79xx APS电源主要性能对比如表2所示。N6900A主要针对高性能的供电应用,N7900A除了高性能供电之外,提供高性能的测量。
表2 N69xx与N79xx APS电源主要性能
APS电源的双象限工作模式是通过外接功率耗散器,实现电源与电子负载功能的无缝衔接。功率耗散其单元直接与电源连接,实现电流的全量程吸收,所有控制由电源端实现,不需要额外的编程控制接口。2kW电源可以连接两个功率扩散器,实现电源与电子负载功率匹配。还可以实现电源与电子负载功能的无缝衔接,与真实电池性能一致,充放电可自由转换。一体化的电源与电子负载集成方案,可以对正负电流进行直接测量,可以累积计算冲电量和放电量。使用APS模拟蓄电池进行PCU测试,测量评估PCU硬件对电池充电/放电管理性能。当前,大部分客户采用的电源是以负载和开关切换的方式模拟电池,无法实现充放电无缝切换。APS电流源可以实现双象限工作,提供更加真实的模拟电池充放电特性。
问答选编
问:相比传统的锂电保护测试方案,创新在于哪里?
答:常规的电池保护测试,必须配合直流电源、电子负载、示波器、电流探头、大电流开关、万用表等很多类型设备完成。现在这个方案通过内置电源和负载,电压、电流数值化仪,以及本身非常高的输出精度和测试精度,可以极大的简化测试系统的复杂度,测试效率和测试重复性等。
问:测试的性价比如何?汽车电池能测吗?
答:N6705主要是小功率电池测试,集中在手机电池和其他移动通信产品电池的充电。这主要是受电源模块输出功率的限制。如果需要对大功率电池进行测试,可以使用我们更大功率的电源产品,如N6700/N7900系列APS电源,功率范围在1000W~2000W,可以支持串并联扩充输出范围,同样具备两象限工作能力,可以对电池进行充放电测试。
问:在测试设备终端启动时对电源输出的影响有哪些?
答:这是N6705的一项功能,由于带有示波器功能和触发功能,可以测量待测件启动时浪涌电流的幅度和持续时间。另外也可以作为电源,产生不同供电波形,例如直流供电上叠加交流干扰,或者瞬间掉电,测试被供电设备对于电源干扰的抵抗能力。
问:请问锂电池的安全度如何?
答:想用这种电源进行电池或电芯仿真,若使用APS进行电芯的仿真,模拟可以进行充电、放电无缝切换的电芯特性,实现电池保护控制电路的性能验证。而且仿真电池或电芯时,可以提供响应速度非常快的过压,过流等保护,通常在μs级别,达到保护非常昂贵的电池供电器件的保护,避免出现损坏的情况。
问:N6705可以作为一台示波器使用吗?
答:N6705 主要用于测试电源本身输出的电压、电流和功率值,也就是待测件从电源中获取的电压电流值。作为对外输出功率的电源,不能直接测量外部的信号。但是的SMU电源模块N6781A可以作为0压降的电流表,串联在其他供电回路中测量电流值。
问:如何判断保护板是否已损坏?
答:判断保护电路是否已经损坏就需要对电池进行充、放电保护的验证,如施加较大充电电流,测试是否有保护及保护时间响应是否正常。
问:对于手机电池的待机时间很短,充电宝易爆等问题,有没有一些新的方案和产品来解决问题?
答:是的,现在的充电宝容量也越来越大,网上甚至有卖超过10000mA的产品,容量越大,危险也越大。如何避免各种灾难出现,主要有几个方面:第一,生产厂家需要保证产品的质量,使用好的电芯,保护控制电路和封装等;第二,用户使用习惯要尽量遵循电池的特性,例如,不要长时间给电池充电,使用正规的充电器等。
问:安捷伦科技的电池主要用在哪些设备上呢?
答:安捷伦科技本身不生产电池, 主要提供测试测量设备,针对电池测试,主要包括直流电源、电子负载、示波器、万用表、数据采集仪等用于电池的性能测试和评估。当然,安捷伦科技新的双象限电源,具有吸收和输出电流的功能,可以用于模拟电池,进行设备在模拟电池条件下各种性能的测试。
问:APS电源在配合N7909A之后是如何解决现在的车载电源系统普遍存在无法实现正负电流的无缝装换这个问题的?
答:APS电源本身不是简单的电源与电子负载相加。电源与电子负载实现的正负电流切换,中间会存在短暂的跳变和不连贯现象。这款电源本身是一个双象限电源,自身的功率吸收能力是输出能力的10%,例如1000W的APS电源,本身可以吸收100W的功率。如果连接N7909A功率耗散器后,当需要吸收的功率超过10%,则将多余功率传输到N7909A上,实现两象限之间的无缝连接。
问:示波器和记录仪的精度有多高?
答:电源分析仪或APS电源集成示波器或数据记录仪,具有非常高的分辨率和精度。相比示波器的8bits或12bits,可以提供18bits甚至28bits的测试动态。
问:APS两象限工作针对电池测试的优势是什么?
答:APS电源针对电池测试,具有的电源和负载二合一,电压和电流示波器,电流源模式和任意波形功能,单台仪表就可以完成电池的全指标测试,包括:充电过流保护;放电过流保护;电池交流内阻;短路保护。
问:请问怎么测量锂电池的低温放电性能?
答:电池在低温环境下特性的变化主要取决于电芯的化学成分。就测试方法而言,低温性能测试和常温没有太大差别,不同点就是把电池放置在低温环境下。
问:大功率电池的测试相对比较危险,APS电源都提供了哪些保护功能确保测试过程的安全?
答:APS电源输出端带有输出继电器,可以从物理上中断电源与电池之间的连接,防止电池通过电源端漏电。另外提供的过压保护,过流保护的响应时间都是50μs,可以在较短时间内切断电源输出,保护电池。我们还提供看门狗功能,监测电源与上位机的通信是否中断。另外还有电源自带的黑盒子功能,可以记录保存电源长时间工作时的状态,在发生故障后,可以用来回溯数据,查找故障原因。
问:请问N6705能否用来评估干电池的使用情况?
答:有两种办法,第一是用N6705代替电池给您的遥控板供电。同时记录下遥控板消耗的电流值,可以进行长时间的电流记录,并将原始数据保存下来供后续分析使用。第二是可以使用真实干电池供电,并将电源串联在电池环路中,作为电流表记录真实电流值,好处是此时电源的输出两端的电压降为0,相当于一个0内阻的电流表,测到的电流与真实电流非常接近。
问:请问电池过放或者过充可以修复吗?
答:电池过放或过充电通常都是对电芯的化学成分有较大影响,一般都不可恢复。因此,需要保护控制电流避免出现这种情况。
问:请问如何通过测试评价电池的优劣呢?
答:对于电池的好坏,最重要的两个指标应该是:电池的交流内阻;电池的容量与电压分布,最好电池的能量分布在中间区域。
问:如何检测串联电池每节电池的容量?
答:串联的电池组,通常都要监测每个电池的电压或容量等参数。首先,需要预先知道每个电池单元的电压与容量分布特性,如每0.1V电压差(4.2V~4.1V,4.1V~4.0V)范围内的容量,然后通过检测当前电压就可以了解其电量情况。
问:请问充电器对电池安全有影响大么?
答:充电器的性能的确对电池来说非常重要,如充电的电流输出能力不足,就会影响电池的充电时间和速度,再如,充电器纹波电压过大,会导致充电电流的波动等。
问:APS电源都带有哪些测量功能?
答:APS电源除了常规的电压电流测试外,还可以进行电量的测试,直接对输出电流进行时间轴积分,计算出安时或瓦特时指标,电流采集速率高达200k/s。
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电子元器件必不可少的“精华墨水”:电子导电浆料
电子元器件必不可少的“精华墨水”:电子导电浆料
6 个月前
粉体圈
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关注
电子浆料是一种由固体粉末和有机溶剂均匀混合的膏状物,作为集冶金、化工、电子技术于一身的高技术电子功能材料,被视为部件封装、电极和互连的关键材料,主要用于制造集成电路、电阻器、电容器、导体油墨、太阳能电池电极、印刷及高分辨率导电体、导电胶、敏感元器件及其它电子元器件,广泛应用于航空、化工、印刷、建筑以及军事等各个领域,在当今的信息时代具有无可替代的地位。
电子浆料按性质和用途可主要分为:电阻浆料、介质浆料、绝缘浆料、包装浆料、导电浆料,目前对电子浆料的研究主要集中在导电浆料方面,以满足随着电子信息技术的发展,电子产品的高集成化、轻量化、智能化、绿色化等方向的高应用需求。
导电浆料的构成
导电浆料主要由导电相、黏结相和液体载体3部分组成,经混合搅拌、三辊轧制后形成均匀膏状物,通过丝网印刷技术印刷于玻璃片或陶瓷基片上,经激光、高温烧结或烘干等固化工艺制成厚度为几微米到数十微米的膜层。
导电浆料的组成
导电浆料中各组分的分类和作用
导电浆料组成 材料类型 常用材料 作用
导电相 金属、合金或混合物,球形、片状或纤维状粉体 Au、Ag、Pt、Pt/Au、Pd、Ag/Pd、Cu、Ni、Al等 待电子浆料固化后构成导电网格或导电通路,是浆料中的主要功能相,含量一般为浆料的 50%~90%
粘结剂 玻璃、氧化物晶体或二者的混合物 低熔点无铅玻璃粉 黏结相作为导电膜层中的媒介,连接导电相和基底
有机载体 由有机溶剂、触变剂、增稠剂、表面活性剂、流延性控制剂及其他助剂组成 醇类、酯类、酮类、醚类等溶剂加其他添加剂 有机载体是导电相和黏结相的运载体,控制浆料的流变特性,调节浆料的黏稠度,使导电 相、黏结相等固体微粒混合物分散均匀,避免浆料在存放过程中微粒团聚。
常用导电浆料的种类
以导电相分类,目前所用合金导电相主要为Pt/Au、Ag/Pd等,Au、Pt、Pd价格是Ag的几百倍,是Cu的几千到几万倍,价格极高,几乎无法实现规模化生产,因此,目前常用的导电浆料主要为高导电性纯金属导电相所制备。
1.金导体浆料
以金作为主要功能相的导电浆料性能优良,导电性好,细线分辨率高,具有印刷性能优良,膜层表面平整,背光孔隙度小,膜边沿收缩率小以及切面密度高等优点。
金导电浆料通常被用于多层布线导体、气敏元件、微波混合集成电路以及大功率晶体管芯片和引线框架等高可靠性、高密度的厚膜集成电路中。虽然金导电浆料性能优异,但由于金价昂贵,使得金导电浆料的使用受到限制。
一般形貌为球形或类球形、振实密度高、粒径在微米或亚微米的金粉制备的导电浆料性能最为优异。
金浆料常用于半导体厚膜集成电路片硅、锗材料的共晶连接
2.银导体浆料
虽然金导电浆料性能优异,但价格昂贵一直是其应用的桎梏,因此,在电子工业中,性价比更高的银及其化合物作为功能相的导电浆料的研究与应用最为广泛,在上千种电子浆料产品中,约80%采用各类银粉作为主体功能相。
在众多贵金属中,银价格相对低廉,有利于控制成本;同时银层能在陶瓷表面形成连续致密的均匀薄层,对陶瓷表面具有强大的附着力,因此,在相同面积、厚度的陶瓷导电层中,银电极所得的电容量比其他电极材料都要大。
但银在电场作用下会产生电子迁移,使导电性能降低,影响器件的使用寿命,这是银导电浆料在电子产品使用中的一大缺陷,目前主要通过改善银粉微粒尺 寸、形貌等方法来提高银浆的导电性能,合理控制导电银粉微米颗粒和纳米颗粒的级配能制备出烧结更致密、导电性更好的导电浆料。
作为导电浆料中最为普遍的一类,银浆料为了避免其中银迁移的自身缺陷,同时减少银导电浆料中银粉的用量,降低生产成本,银粉一方面朝着片状和纳米级银粉方向发展,另一方面通过在银粉中掺杂贱金属(Ni、Al、Cu等)或其他导电物质,与银粉末制成混合粉末或复合粉末,减少贵金属银粉的用量,降低浆料生产成本。
不同形貌的银粉
3.铜导体浆料
相较于其他金属类填料,铜粉作为贱金属,来源广泛,价格低廉,导电性能 与银相近,且具有优良的耐迁移性能。但是铜化学性质较活泼,在空气或高温环境中极易被氧化生成难以导电的氧化铜或氧化亚铜,导致电阻率增大。因此目前对铜电子浆料的研究主要集中在解决氧化问题上。
目前常见有四种铜表面改性方法:一是在铜表面进行有机物包覆;二是对铜进行酸洗处理;三是在铜粉末表面包覆上一层不活泼金属;四是有机磷化。银包铜导电浆料被视为一种低成本、高安全性的复合型金属导电浆料替代方案,在柔性印刷电子以及光伏领域有广阔的应用前景。
Ag包覆铜颗粒以及玻璃包覆Ag/Cu颗粒
4.碳系导体浆料
除了以金属、金属氧化物作为导电填料外,常用的还有碳系导电填料,包括炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管等。随着印刷电子的不断发展,新型碳系导电填料逐渐成为新的研究与应用热点,其中碳纳米管和石墨烯就是两种较为理想的优质填料。
碳纳米管管壁以碳六元环为基本骨架,长径比可达到1000以上,具备良好的导电性、力学性能,易于搭建导电通路;石墨烯是单原子层的二维纳米材料,机械强度大,具有优异的导电导热性能,电导率为108S/m,比金属铜和银更优。
苏州纳米所柔性印刷碳纳米管电路
碳纳米管和石墨烯作为新型碳系导电填料具有极大的发展潜力和良好的应用前景,但是其本身的分散性和稳定性还有待改善,同时因为成本昂贵,新型碳系浆料目前并未形成大规模量产与应用。
总结
目前,虽然有各种新的导电浆料在研究开发,但工业上实际应用的导电浆料仍然是银基浆料占据了绝大部分市场,因此铜导电浆料的开发、研究和性能提升,具有极大的实际意义和市场价值。
此外,电子浆料的性能在很大程度上由导电相决定,但同时也受到黏结相、液体载体等多方面的共同作用。目前浆料导电相正逐渐从单一成分向复合成分转变;黏结相和液体载体在增强浆料力学性、流变性等特性的同时也正向高导电性,良好的环保性等方面发展。开发新型环保型高性能、低成本浆料是当前社会发展的必然要求,因此,开发高性能贱金属导电相、碳系导电相、低熔点金属黏结相以及水基载体都将成为热点方向。
参考来源:
1. 导电浆料的研究现状与发展趋势,周宗团、左文婧、何炫、张学硕、高浩斐、王钰凡、屈银虎(西安工程大学机电工程学院、西安工程大学材料工程学院);
2. 低成本银包覆铜导电浆料的可控制备及其在太阳能电池中的应用,刘徐迟(上海交通大学);
3. 低温共烧陶瓷用玻璃包覆铜导电浆料的制备及性能,张宝强(天津大学)。
粉体圈小吉
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发布于 2022-05-24 11:13
有哪些好看的娱乐圈甜宠文推荐?
小尘
录综艺节目时,为了节目效果拨通了前男友的电话。我以为他早就把我拉黑了,但电话那头传来他刚睡醒的声音:「想复合了?」粉丝炸了,我也炸了。我只能硬着头皮问:「能不能借我十万块钱?」后来,他把我抵在墙上。他说:「复合好不好?我有很多个十万块钱,都给你。」1糊了三年的我,在经纪人的强势介入下,接了一档综艺节目。因为有台本,所以录制过程中很顺利。但为了节目效果,主持人却突然提出玩个游戏。就是给每个嘉宾私人手机里的第一个联系人拨打一通电话,借十万块钱,并且不能说这是在录节目。这不是台本上的环节,我起先没觉得有什么,但在看到自己的手机被递上来后,瞳孔地震。完蛋!!我突然想起来,我手机第一个联系人是封廷江!!!当年分手后,我并没有删除他的联系方式!!我用眼神示意经纪人,但她好像没有 get 到,还笑眯眯地无声给我加油。我万念俱灰。上一个嘉宾打完电话并成功借到十万后,轮到了我。手机是投屏到大屏幕上的,打码了手机号码,但是不打码备注。投屏下,我没办法随机应变,只能硬着头皮滑开手机,在大家的注视下拨通第一个电话。还好当时没有直接备注封廷江,而是备注了爱称:「爱吃山楂片的小老鼠」,所以只要封廷江没接电话,我就不会掉马!我微微颤抖着手,心里祈求各路神仙保佑,希望封廷江早就把我拉黑或者换电话号码了!但是可能时间太仓促,各路神仙并没有听到。手机不仅通了,还被接了起来。我呼吸有一瞬间的停止。「喂?」封廷江略带沙哑的声音回荡在整个演播室。我脑子一片空白。主持人还在看热闹不嫌事大地用口型对摄影机道:「是男生的声音!」「姜棠?」电话那头,封廷江似乎刚睡醒,声音有些沙哑,听在耳朵里酥酥麻麻的。我屏住呼吸,不敢回答。「说话。」封廷江声音有些不耐烦,随即又松了松,「给我打电话做什么?」我还是不敢回答,绝望地看向台下的经纪人。经纪人脸色也没比我好到哪里去。她一摊手,用无语的眼神表示:「你分手不拉黑不删除联系方式???」「想复合?」见我一直不说话,封廷江突然问我。现场微微爆发出一声惊呼。观众一脸吃瓜的表情。我怕封廷江继续说下去,再牵扯出什么东西,只能硬着头皮开口:「那个,你能不能借我十万块钱?」电话那头,大概传来三秒的停顿。「你给我打电话,就是为了借钱?」封廷江语气里有些不敢置信。我看着在场的人,欲哭无泪:「那个我会马上还的,我其实是在……」「嘟嘟嘟——」封廷江丝毫没有给我留脸,直接挂断电话。现场气氛有些微妙,大家都没出声,面面相觑,很是尴尬。我眼眶不自觉红了起来,觉得很难堪。但也能理解。当年分手,我选择了一种最伤害封廷江的方式,他今天愿意接我这个电话,已经是仁至义尽了。主持人见现场气氛尴尬,立刻转移话题调动气氛,并开始第三位嘉宾的手机投屏。我默默地低着头正准备退出手机投屏时,手机突然弹出一条到账短信。「封廷江于 2022-08-7 向您尾数为 0215 的 xxx 总行账户发起人民币元 1,000000.00 汇款,请核实……」我蒙了。还脑子一抽,直接点开了。然后在场所有人都透过大屏幕,看到了这条转账记录。现场直接炸了。一百万!!!他竟然直接给我转了一百万!!我惊讶到脑子一片空白。连主持人都忘了职业操守,喃喃问道:「这个封廷江……是我们认识的那个封廷江吗?」我头皮发麻,赶紧否认三连!这些年,封廷江在娱乐圈越来越好,粉丝量庞大,如果我和他在一起过这件事被扒出来,我会直接糊穿地心。大概是我的经纪人找总导演沟通了,所以主持人很快通过耳返反应过来,立刻扯开话题,进行到下一个人。录完节目时,我两腿发软。经纪人立刻用外套包住我,拥着我从特殊通道离开。上车后,我还在发蒙。经纪人让司机开车,然后恨铁不成钢地骂我:「姜棠你在想什么??分手后你不删除联系方式??」经纪人炮轰了我五分钟后,我用比哭还惨的表情看向她:「向晚姐,我这次是不是真的要彻底糊穿地心了?」经纪人见我这样,实在气急了,用手指点了点我的头,生气又无奈:「姜棠我就是上辈子欠你的!」经纪人开始打电话帮我收拾烂摊子。她让公司公关准备好,并时刻注意风向,一有关于我和封廷江的绯闻,就立刻处理,务必把影响降到最低。但就算做好完全准备了,还是被爆了出来。我还没到家时,就上了微博热搜。【爆】过气十八线艺人姜棠 顶流封廷江【热】封廷江 姜棠 复合【沸】封廷江真的和姜棠谈过恋爱吗……一时之间,我的微博涌入大量封廷江的粉丝,被刷爆了。很多评论不堪入目,都在辱骂我蹭封廷江的热度。我看着看着,渐渐沉默。经纪人叹了口气,收走我的手机,劝了我几句。我平静地笑了笑:「向晚姐,我没事,你把手机给我吧,我把钱给封廷江退回去。」这些评论和当年的事相比,还差得很远,所以其实我的情绪波动并不大。经纪人把手机给我后,我把钱给封廷江转回去了。转回去后,我拉黑删除了封廷江的联系方式。向晚姐说得对,分手就应该彻底死在对方的世界里。联系方式早该删除了。2我把手机关机后,在家昏睡了两天。两天后,经纪人把我从床上扒拉起来。「快起来,我给你接了部戏。」经纪人把厚厚几本剧本塞到我怀里。我睡得很蒙,脑子还没反应过来,呆愣愣地问什么戏。经纪人顿了一下,道:「古装剧,女三的角色,但是和男主有对手戏,你好好准备,姜棠,这可能是你最后的翻身机会了……」我眼神没有焦距地看着怀里的剧本,脑海里回荡着经纪人的话。「最后的翻身机会了……」「我接!」我突然提高了音量,清醒了过来,还把经纪人吓了一跳。「我接!」我又重复了一遍,壮志满满。我想起当年我和封廷江的约定。我们约好各自努力,顶峰见。虽然我们已经分手了,但他现在已经站在顶峰,我也要努力,至少,不能辜负一直没有放弃我的经纪人!3对于我的突然长进,经纪人表示很欣慰。我花了一整晚的时间,把剧本看完后,主动和经纪人说我要学骑马。这个女三有挺多骑马的戏份。现在很多明星骑马戏份都是让替身上,或者干脆就是假马模型。我问了一下,我的骑马戏份,导演打算找替身。既然决定好好经营事业,我就想做到最好,第一步从学会骑马开始。经纪人给我报了个马术俱乐部,还说她这次下血本了,私人掏钱给我找了个金牌教练。我感动得稀里哗啦的,立下誓言说好她就是我一辈子的经纪人!4到了约定好的马术课上课时间后,我到达现场,换好衣服,雄赳赳气昂昂地跟在教练身后到马场时,蔫了。我一手捂着脸,透过指缝看着正在马场上骑马肆意驰骋的封廷江,想哐哐撞大墙。什么鬼?!上个马术课都能遇到他?!这世界什么时候这么小了?!我遮遮掩掩的,怕被封廷江认出来,所以在教练讲解课前须知时,走神了。走神的结果就是……我上马之后,手麻脚乱的,还惊了马。还好教练立刻安抚,马平静了下来,但我已经两条腿抖得和筛子一样,没办法继续了。见状,教练让我下马休息休息。我抖着两条腿扶着墙慢慢走到休息室时,身后传来脚步声。我下意识地看过去。是封廷江。封廷江脚步在我身侧落定。他穿着马术服,手上还拿着马鞭,脊背笔挺,目光清冷地看着我。这算是三年来,我们第一次面对面。我脑子瞬间一片空白。封廷江就那么看着我,许久,嗤笑一声。「姜棠,主动撩拨后又拉黑我,你真的是越来越出息了。」他脸上表情似笑非笑的,但我知道,那是他极度生气的反应。我腿一软,差点没站住。我想解释,但封廷江已经继续往前走了,只丢下一句——「那你就要做好心理准备,我们新仇旧恨一起算。」5自从那天后,我都特意和封廷江的马术课时间岔开。所以到我结束马术课之前,我们都没再碰面过。我知道封廷江是男一号这件事,是在开机仪式前一个小时,我妆都化好了。「向晚姐,这部剧我不接了!」回过神后,我当场拒绝。但经纪人只是淡淡地瞥了我一眼:「合同你已经签了,没余地反悔了。」我头皮发麻,克制着不安的情绪,试图和经纪人讲道理:「向晚姐,你是知道我为什么这么不想和封廷江再有瓜葛的,我……」「我就是知道我才接的。」经纪人打断我,「姜棠,娱乐圈一共就这么大,现在封廷江如日中天,你想要完全不碰面,你觉得可能吗?与其这样,还不如大大方方的,你们已经分手了,你到底在害怕些什么?」我哑口无言地看着经纪人。有些事,我没办法对她开口。半晌,我长嘘一口气:「我明白的。」经纪人说的是对的,其实我自己也明白,只是过不了心里那关。怀着忐忑不安的心情到了片场后,我一眼便看到了人群中的封廷江。他已经上好妆了,穿着古装,一身白衣长袍,神情有些冷淡,站在那里,导演正和他说着话。封廷江长相是帅气硬朗型的,加上身材管理得当,高个子,穿衣显瘦 ,脱衣有肉,所以在外形上,是很适合古装的。颇有一种陌上人如玉,公子世无双的感觉。仿佛察觉到我在看他,封廷江朝我看来。我们眼神交会好几秒后,我才反应过来,立刻偏开视线。直到开机仪式结束后,正式开拍了,我们都没有交流。因为我们一个在 A 组,一个在 B 组。大概是太久没拍戏了,所以即便台词滚瓜烂熟了,我的状态还是很差,没办法很好地入戏。导演渐渐失去耐心,我挨了好几顿批。好在第一天我的戏份并不多,拍完后,我就回酒店捋剧本了。经纪人见我突然变得这么上进,很是欣慰,鼓励了几句后,便去忙其他事了,就剩我一个人在剧组安排的酒店。这些年我的工作完全停摆,所以也不好意思一直留着助理,两年前经纪人就把她安排给另一个艺人了。现在我开始恢复工作,但一时间没有很好的助理人选,所以目前我都一个人。一个人久了,我觉得好像也还好,已经很习惯什么事都自己来了 。吃完了晚餐后,我一个人在房间里独自对剧本找感觉。晚上十一点左右,有人来敲门。我脸上还贴着面膜,手上拿着剧本,透过猫眼看到门口的人是谁时,面膜都差点惊掉了。竟然是封廷江!!我一把薅下面膜,一时间有些慌乱。慌乱片刻后,我努力镇定下来 。没事,我只要不开门不出声,他就拿我没办法!!我深吸几口气,定了定心神。封廷江又敲了几次门后,见都没人开门,逐渐失去耐心。我越发放松。没耐心就好,这样就会放弃。我透过猫眼里,看到封廷江拿出手机。下一刻,我手机铃声回荡在房间里。我:「……」我惊恐地飞奔过去拿起手机,直接挂断。没有显示备注,是个陌生号码。对方又拨了过来,我还是挂断,然后手忙脚乱地关静音。下一刻,一条短信进来——【别装死,开门。】
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