核壳纳米粉末的制备及性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)


纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域,而纳米粉末是指尺寸范围在1~100nm之间的粉末。纳米金属粉末最突出的特点是其晶粒尺寸特别小,活化能高,因此它具有与普通块状金属不同的特性,由于纳米材料的尺寸效应,纳米金属颗粒的熔点要比块体金属的熔点低很多,因而纳米材料在低温连接领域受到了大量关注。核壳型金属粉末是一种核-壳结构的粉末,其中壳是金属,核可以是金属,也可以是石墨、金刚石、氧化物(al2o3、sio2)或碳化物(wc、sic)、高分子等非金属材料。而核壳型纳米粒子是对颗粒进行表面包覆形成核壳符合材料,具有特异物理化学性能的包覆材料可以增加中心例子的稳定性,同时还使其具有两亲性,提高材料的热、力学性能。由于纳米复合材料的组分、结构、表面性质的可控和可裁剪性,使得具有核壳结构纳米颗粒的制备和性能表征备受关注,在材料学、化学组装、药物学等领域均有研究,具有极大的潜在应用价值[8]

绝缘栅双极型晶体管(igbt)的封装需要满足其高耐压、导通压降低、开关速度快等特点,因此国内外对内部sic芯片和陶瓷基板的芯片互连层开始进行了相关研究[7]。由于igbt非常适合应用于直流电压为600v及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域,往往其功率较大,所以其内部芯片互联层需要承受250℃以上的高温,这使得大多数sn基无铅焊料的熔点(210~220℃)不满足需求。虽然可以通过使用高铅焊料解决这一问题,但是高铅焊料对环境的污染较大。于是人们会考虑使用其他的高温焊料,如金基焊料、锌基焊料和铋基焊料,但是金基焊料价格过于高昂,锌基焊料和铋基焊料润湿性较差,并不适合使用。因此,只通过提高焊料熔点来解决问题,会伴随着一系列其他问题。目前纳米粉末低温烧结已成为igbt模块内芯片互连层的主要制备工艺。

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2. 研究的基本内容与方案


2.1 基本内容

基于目前阶段使用纳米粉末烧结技术中纳米银和纳米铜材料的缺陷,本课题拟通过化学镀工艺,制备核壳纳米粉末,并对其形貌,结构,性能进行研究,再通过表征所得结果,对其进行分析整理,完成总结相关影响及意义,完成毕业论文。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解探究所需原料、仪器和设备,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:掌握核壳纳米粉末的制备工艺,按照2中技术方案,制备纳米粉末

第7-10周:表征核壳纳米粉末的形貌、结构及性能;采用sem、xrd、tg-dsc等分析测试技术对核壳纳米粉末的物相、显微结构和热力学性能进行测试

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4. 参考文献(12篇以上)


[1]yanhong tian,zhi jiang,chenxi wang,su ding,andetc,sintering mechanism of the cu-ag core-shell nanoparticles paste at lowtemperature in ambient air.rsc advances, 2016,6: 91783-91790.

[2]changsoo lee,na rae kim,jahun koo,yung jong lee,hyuckmo lee,cu-ag core-shell nanoparticles with enhanced oxidation stability forprinted electronice.nanotechnology,2015,26: 455601.

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