【摘 要】
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铜基纳米颗粒因为其良好的导电性,在电子工业领域有着重要的应用。铜-镍核壳结构纳米颗粒与铜纳米颗粒相比牺牲了很少的导电性,同时获得了很好的抗氧化性。但是目前关于铜-镍核壳纳米颗粒的制备依然存在颗粒尺寸均一性不高,镍壳不能有效密闭包覆铜核等一些问题。本论文在现有的多元醇法合成铜-镍核壳纳米颗粒的基础上,以乙二醇为溶剂,通过同时注射铜前驱体溶液和还原剂的方式控制铜核形成,得到尺寸较为均一的铜核,再注射镍
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铜基纳米颗粒因为其良好的导电性,在电子工业领域有着重要的应用。铜-镍核壳结构纳米颗粒与铜纳米颗粒相比牺牲了很少的导电性,同时获得了很好的抗氧化性。但是目前关于铜-镍核壳纳米颗粒的制备依然存在颗粒尺寸均一性不高,镍壳不能有效密闭包覆铜核等一些问题。本论文在现有的多元醇法合成铜-镍核壳纳米颗粒的基础上,以乙二醇为溶剂,通过同时注射铜前驱体溶液和还原剂的方式控制铜核形成,得到尺寸较为均一的铜核,再注射镍前驱体溶液和还原剂,利用铜核的诱导还原作用来实现铜核镍壳结构的形成。本论文首先研究了不同合成参数对铜-镍核壳纳米颗粒形貌、尺寸和镍壳厚度的影响,然后对铜-镍核壳纳米颗粒的抗氧化性、磁学和光学性能进行了表征,最后研究了铜-镍核壳烧结薄膜的导电性能,获得主要结果如下:所制备的典型铜-镍核壳结构纳米颗粒呈现多面体的形状,平均尺寸为132±18 nm,具有较为均一的尺寸。镍是以外延生长的方式包覆在铜核的晶面上,形成密闭的核壳结构。镍壳厚度可通过调控镍前驱体摩尔量来控制。镍前驱体溶液的注射温度为200℃,保温时间为30 min时,铜-镍核壳纳米颗粒中铜/镍之比最接近实验设定值。通过降低铜前驱体的注射速率,铜-镍核壳纳米颗粒的平均尺寸可从132±18 nm降低至89 ± 15 nm。热重分析发现,铜-镍核壳纳米颗粒相比于铜纳米颗粒抗氧化性有了显著提高,铜/镍之比为2:1的铜-镍核壳纳米颗粒开始氧化的温度为270℃,然而铜纳米颗粒在145℃就开始氧化了。磁学性能分析发现不同铜/镍之比的铜-镍核壳纳米颗粒都呈现出室温铁磁性。由于镍原子的抑制作用,在紫外-可见吸收光谱中观察不到铜纳米颗粒的等离子共振吸收峰。烧结温度越高,镍壳厚度越薄,颗粒尺寸越小,铜-镍核壳烧结薄膜的电阻率越低,调节铜/镍比例,烧结薄膜的电阻率可低至17.82 μΩ·cm。铜和铜-镍核壳烧结薄膜在200℃空气中处理一小时后,铜烧结薄膜电阻率已无法测出,而铜-镍核壳烧结薄膜依然保持了较低的电阻率。镍壳厚度越大,烧结薄膜电阻率的稳定性越好。
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