Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hassan Abbasi,Fatallah Karimzadeh
محمدحسن عباسي (استاد مشاور) فتح اله کريم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Goli fakhabi
رضا گلي فخبي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397
Galloping rate in usage of electronic equipment and smart materials has resulted in new demands in these areas. Among these needs, high production rate, low finishing price, and non-polluting effect on the printing technology is a kind of industry that is responsible for these environment can be named. Electronic this study, using silver nanowires, the intended conductive inks were made. In demands. One of the key elements to this technology is conductive ink. So, in conductive inks were fabricated. In this way, silver nanowires were synthesized the following, with addition of CNTs to the optimal conductive ink, hybrid glycol, ethanol, and glycerol using an ultrasonic process to obtain homogeneous using polyol method at first. The nanowires were dispersed in a mixture of ethylene conductive inks with 5, 10, 15, 20, and 25 wt. % Ag. Utilizing rheological substrate was created. The created patterns went under sintering procedure and tests, the optimal conductive ink was gained. Then, a conductive pen was made using the conductive ink and the pattern with intended dimensions on polyimide this way, the suitable temperature and time for sintering of optimal ink were inks, the intended patterns were created on the polyamide substrate and reached. Afterwards, with addition of certain amount of MWCNTs to the optimal conductive ink, hybrid conductive inks with 0.1, 0.15, 0.25, 0.5, and 0.75 wt. % CNT were made. Rheological tests were done on these inks likewise. Using microscopy (TEM) tests have shown that the nanowires were synthesized properly sintering process was performed at suitable conditions which were obtained earlier. Electrical resistance of the patterns was measured after bending cycles to investigate the mechanical stability of the inks. The results of X-ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometry, field emission scanning electron microscopy (FESEM), and transmission electron wettability of inks with substrate diminishes. Based on the results of these with an approximate 100 dimensional ratio. Viscometry and surface tension tests indicated that with the increment of nanowires’ weight percent at ink, the established bonds among the present ethylene glycol molecules at ink and PVP on amounts of viscosity and surface tension increase. This increase is due to tests, the ink with 10 wt. % Ag nanowire (W10), 10.1 cp viscosity, 30.63±0.06 mN/m the surface of nanowires. Owing to the increment of ink’s surface tension, the completely done in none of these temperatures, the optimal temperature could surface tension, and the wetting angle of 17.11? was selected as the optimal ink. The results of 4-point probe test showed that with the increment of sintering temperature from ambient temperature to 160?C in 1 hour, specific electrical resistance of the pattern diminishes from 145.7±8.2 ??.cm and the linkage of nanowires together. As the sintering process has been to 38.5±2.6 ??.cm. This decrease is due to the progress of sintering process result, the optimal sintering time was considered to be 75 min. The results of not be estimated. Subsequently, owing to the constraints which the substrate has, the 160?C was selected as the suitable temperature. Also, following the resistivity reaches 33.7±2.9 ??.cm from 86.5±6.7 ??.cm. With the increment of process more than 90 min, no remarkable effect increase of sintering time at the 160?C from 15 min to 75 min, electrical rheological test for hybrid inks demonstrate that with the increment of is obtainable and the electrical resistivity diminishes to 32.0±1.8 ??.cm; As a w. % to 0.5 wt. %, the resistivity of layer diminishes to 0.104±0.003 ?.sq -1 nanowires at ink from 0.1 wt. % to 0.75 wt. %, the viscosity of ink from 8.4 cp to 9.8 cp, the surface tension from 30.75±.0.02 mN/m to 31.32±0.03 mN/m, and the wetting angle from 17.76? to 21.55? increase These increments are due to the increase of hydrogen interaction among ethylene glycol molecules and probe test showed that with the increment of nanowire’s amount at ink from 0.1 the linkage among ethanol molecules and the surface of nanowires. The 4-point from 0.111±0.003 ?.sq -1 , and this decrease is due to bridge-like role of nanowires and the subsequent reduction in effect of pattern’s holes. Increment of nanowire’s amount to 0.75 wt. % results in the increase of layer’s resistivity to 0.106±0.003 ?.sq -1 , and this is due to the increase of contact resistance in the pattern following the effect of CNTs’ collisions together or with the nanowires.
گسترش روز افزون استفاده از تجهيزات الکترونيکي و مواد هوشمند باعث به­وجود آمدن نيازمندي­هاي جديدي در اين حوزه­ها شده­است. از جمله اين نيازمندي­ها مي­توان به سرعت توليد بالا، هزينه­ي تمام­شده پايين و همچنين عدم آلودگي محيط زيست اشاره نمود. فناوري الکترونيک چاپي، صنعتي است که توانايي پاسخگويي به اين نيازها را دارد. يکي از مهم­ترين عناصر اين فناوري، جوهرهاي رسانا است. بدين منظور، در اين پژوهش، با استفاده از نانوسيم­هاي نقره جوهرهاي رساناي مورد نظر ساخته شد. در ادامه با افزودن نانولوله­هاي کربني به جوهر رساناي بهينه بدست آمده، جوهرهاي رساناي هيبريدي ساخته شد. در اين راستا، ابتدا با استفاده از فرآيند پلي­اُل، نانوسيم­هاي نقره سنتز شد. اين نانوسيم­ها با استفاده از فرآيند آلتراسونيک، درون مخلوطي از اتيلن­گليکول، اتانول و گليسرول پخش شدند تا جوهر رساناي يکنواختي با 5، 10، 15، 20 و 25 درصد وزني نقره ساخته­شوند. با انجام آزمون­هاي رئولوژيکي، جوهر رساناي بهينه بدست آمد. سپس قلم رسانايي با استفاده از جوهر بهينه ساخته شد و الگوي با ابعاد مورد نظر روي زيرلايه پلي­ايميدي ايجاد شد. الگوهاي ايجاد شده تحت فرآيند تفجوشي قرار گرفتند و بدين ترتيب دما و زمان مناسب براي تفجوشي جوهر بهينه بدست آمد. پس از آن، با افزودن مقادير مشخصي از نانولوله­هاي کربني چندديواره به درون جوهر رساناي بهينه، جوهرهاي رساناي هيبريدي با 0.1، 0.15، 0.25، 0.5 و 0.75 درصد وزني نانولوله ساخته شد. آزمون­هاي رئولوژيکي روي اين جوهرها نيز انجام پذيرفت. با استفاده از اين جوهرها، الگوي مورد نظر روي زيرلايه­ي پلي­ايميدي ايجاد شد و تحت شرايط مناسب تفجوشي که قبل­تر بدست آمد، فرآيند تفجوشي انجام پذيرفت. در انتها مقاومت الکتريکي الگوها پس از سيکل­هاي خمشي اندازه­گيري شد تا پايداري مکانيکي جوهرها نيز مورد بررسي قرار گيرد. نتايج آزمون­هاي پراش پرتو ايکس(XRD)، طيف سنجي فرابنفش-مرئي(UV-Vis)، ميکروسکوپ الکتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) و ميکروسکوپ الکتروني عبوري(TEM) نشان دادند که نانوسيم­هاي نقره با نسبت ابعادي حدوداً 100 به درستي سنتز شدند. آزمون ويسکوزيته ­سنجي و تنش سطحي جوهرهاي رسانا نشان داد که با افزايش درصد وزني نانوسيم­ها درون جوهر، مقادير ويسکوزيته و تنش سطحي افزايش مي­يابد که اين افزايش ناشي از پيوندهاي برقرار شده بين مولکول­هاي اتيلن گليکول موجود در جوهر و PVP موجود روي سطح نانوسيم­ها است. به­دليل افزايش تنش­سطحي جوهر، ترشوندگي جوهرها با زيرلايه کاهش مي­يابد. بر اساس نتايج اين آزمون­ها، جوهر حاوي 10 درصد وزني نانوسيم نقره(W10)، با ويسکوزيته cp 10.1، تنش سطحي mN/m0.06 ±30.63 و زاويه ­ي ترشوندگي17.11 درجه، به عنوان جوهر بهينه انتخاب شد. نتايج آزمون مقاومت سنجي الکتريکي نشان داد که با افزايش دماي تفجوشي از دماي محيط تا دماي 160 درجه سانتي­گراد در مدت زمان يک ساعت، مقاومت ويژه­ي الگو از 8.2±145.7 به ??.cm 2.6±38.5 کاهش مي­يابد. اين کاهش به­دليل پيشرفت فرآيند تفجوشي و تصال پيداکردن نانوسيم­ها به يکديگر است. از آنجاييکه فرآيند تفجوشي در هيچ­يک از اين دماها به­طور کامل انجام نپذيرفته است، لذا دماي بهينه­اي نمي­توان براي اين مرحله متصور شد، از اين رو، بدليل محدوديت­هايي که زيرلايه­ دارد، دماي 160 به عنوان دماي مناسب انتخاب شد. همچنين در اثر افزايش زمان فرآيند تفجوشي در دماي 160 از 15دقيقه به 7 دقيقه، مقاومت­ ويژه از 6.7±86.5 به ??.cm 2.9±33.7 مي­رسد. با افزايش بيشتر زمان فرآيند تا 90 دقيقه، تأثير در ميزان پيشرفت فرآيند تفجوشي حاصل نمي­شود و مقاومت ويژه به ??.cm 1.8±32.0 کاهش مي­يابد؛ از اين رو، زمان بهينه­ي فرآيند 75 دقيقه در نظر گرفته شد. نتايج آزمون­هاي رئولوژيکي جوهرهاي هيبريدي نشان داد که با افزايش درصد وزني نانولوله­ها درون جوهر از 0.1 به 0.75 درصد وزني، ويسکوزيته جوهر از 10.2 به cp 11.2، تنش سطحي از 0.02±30.75 به mN/m 0.03±31.32 و زاويه ترشوندگي از 17.76 به 21.55 درجه مي­رسد. اين افزايش­ها ناشي از افزايش برهمکنش هيدروژني ميان مولکول­هاي اتيلن گليکول و همچنين پيوند برقرار کردن مولکول­هاي اتانول با سطح نانولوله­هاي کربني است. آزمون مقاومت سنجي الکتريکي نشان داد که با افزايش مقدار نانولوله در جوهر از 0.1 به 0.5 درصد وزني، مقاومت لايه از 0.003±0.111 به 1- ?.? 0.003±0.104 کاهش مي­يابدکه اين امر ناشي از عمل کردن نانولوله­ها به عنوان پل و در نتيجه کاهش اثر حفرات الگو است. افزايش مقدار نانولوله به 0.75 درصد وزني، باعث افزايش مقاومت لايه به 1- ?.? 0.003±0.106 مي­شود که اين اتفاق بدليل افزايش مقاومت تماسي درون الگو در اثر برخورد نانولوله­هاي کربني با يکديگر و يا با نانوسيم­ها است.در اثر اعمال سيکل­هاي خمشي روي الگوهاي ايجاد شده با جوهرهاي هيبريدي و جوهر W10، مقاومت الکتريکي لايه افزايش پيدا مي­کند. در اثر اعمال 3000 سيکل خمشي روي الگوها، درصد تغييرات مقاومت الکتريکي براي الگوهاي شده با جوهر W10، H15، H25، H50 و H75، به ترتيب 90.9%، 88.6%، 79.6%، 76.5%، 65.4% و 55.7% بود. مشاهده مي­شود که هر چه درصد وزني نانولنه­ي کربني درون جوهر افزايش يابد، ميزان تغييرات مقاومت الکتريکي کمتر خواهد بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی