在现场扫描电子显微镜在循环应力Ag纳米基油墨中的裂纹特征和电阻演变
Qiushi Li1, Antonia Antoniou1, Olivier N Pierron1
1G.W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30318, United States.
ACS applied nano materials
|December 19, 2024
概括
了解导电墨水的降解对于灵活的电子产品至关重要. 这项研究表明,裂扩大和切割在现有裂内,而不是分层,在循环负荷时驱动电阻增加.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 在循环负荷下导电性油墨的可靠性对于灵活的电子产品至关重要.
- 现有的循环时阻力增加模型缺乏对底层降解机制的清晰理解.
研究的目的:
- 为了阐明在循环负荷下导电性油墨的降解机制.
- 为了将裂变行为与电阻变化相关联.
主要方法:
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 与电阻测量同步进行现场循环拉伸实验.
- 用数字图像相关性 (DIC) 分析SEM图像以绘制图谱的应变分布.
- 在不同基板 (TPU和PI) 上测试两种印导电墨水 (PE874和5025).
主要成果:
- 疲劳损伤主要发生在先前存在的裂中,在初始拉伸过程中形成,而不是通过分层或表面裂延伸.
- 被确定为裂扩大和裂内的局部剪切的降解机制.
- 裂深度因油墨基板组合而异;在5025/PI中,部分穿透厚度裂导致由于受影响更大的桥梁材料,阻力增加更快.
- 较高的应变幅度加剧了裂的扩大和剪切,加速了阻力增加.
结论:
- 该研究澄清了裂扩大和剪切是循环负荷下导电性油墨电阻增加的主要驱动因素.
- 墨水和基板特性显著影响裂深度和降解率.
- 了解这些机制对于为灵活的电子应用开发更耐用的导电性油墨至关重要.
