碳系導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電性能研究

坎 標，顧 迪

（常州大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇常州 213164）

1 引言

噴墨打印技術(shù)憑借其非接觸和高效率的優(yōu)點在柔性電子制造、生物工程等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［1?3］。近年來興起的3D打印概念更為噴墨打印技術(shù)的拓展提供了新的機遇［4?6］。與傳統(tǒng)導(dǎo)電油墨相比，新型碳系導(dǎo)電油墨具有更優(yōu)的綜合性能和低廉的成本，這會給印刷電子行業(yè)帶來深刻的變革。新型碳系導(dǎo)電油墨主要是將碳納米管或氧化石墨烯［7?8］等新型碳系導(dǎo)電材料添加至原有的打印墨水中，制備出新型的功能型油墨。新型碳系導(dǎo)電油墨［9?10］也存在粘度過大的缺點，為了避免高粘度油墨對噴頭的損害，還需要加入助劑和其它添加劑等調(diào)整油墨的綜合性能。

這里將碳納米管作為導(dǎo)電填料，加入噴墨打印專用墨水，制備成新型碳系導(dǎo)電油墨。實驗研究了碳系導(dǎo)電油墨中含碳納米管的質(zhì)量分數(shù)、再涂層基材上的噴涂層數(shù)、噴涂完成后涂層靜置的時間、電極銅片與油墨涂層的接觸面積、表面基底材質(zhì)等諸多因素，對其導(dǎo)電性能的影響。實驗研究與分析表明，碳系導(dǎo)電油墨的電阻隨著碳納米管質(zhì)量分數(shù)和噴涂層數(shù)的增加而下降；一定范圍內(nèi)，油墨涂層靜置時間與其電阻值成正比，然后趨于平緩；給出了考慮接觸電阻且在油墨涂層電阻值一定時，兩電極間總電阻值與接觸面積關(guān)系的經(jīng)驗公式。為分析研究碳系導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電性能、工程實踐中預(yù)估碳系導(dǎo)電油墨的電阻值，提供了一定的實驗方法與實驗結(jié)果參考。……