直写打印参数及烧结条件对打印纳米银浆的影响

剡德科; 安春旭; 母全祎

doi:10.26974/j.cnki.XBGC.2026.01.009

Chinese

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

直写打印参数及烧结条件对打印纳米银浆的影响

新能源与新材料 | 更新时间：2026-04-29

- 直写打印参数及烧结条件对打印纳米银浆的影响
- Effects of Direct Ink Writing Printing Parameters and Sintering Conditions on Printed Nano Silver Paste
- 西北工程技术学报（中英文） 2026年25卷第1期页码：63-69
- 作者机构：
  
  1.宁夏大学数学统计学院，宁夏银川 750021
  2.宁夏大学物理学院，宁夏银川 750021
- 作者简介：
  
  剡德科（1999—），男，硕士研究生，主要从事3D打印纳米墨水烧结性能研究（dk_yan@163.com）。
  母全祎（1984—），女，副教授，博士，主要从事聚合物基复合材料力学研究（qmu@nxu.edu.cn）。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(12202218);宁夏自然科学基金项目(2024AAC05003)
- DOI：10.26974/j.cnki.XBGC.2026.01.009
  中图分类号： TN41
- 收稿：2025-12-16，
  
  纸质出版：2026-03-25
- 稿件说明：
移动端阅览
剡德科，安春旭，母全祎.直写打印参数及烧结条件对打印纳米银浆的影响［J］.西北工程技术学报（中英文），2026，25（1）：63-69.

YAN Deke,AN Chunxu,MU Quanyi.Effects of Direct Ink Writing Printing Parameters and Sintering Conditions on Printed Nano Silver Paste[J].Journal of Northwest Engineering Technology,2026,25(01):63-69.
剡德科，安春旭，母全祎.直写打印参数及烧结条件对打印纳米银浆的影响［J］.西北工程技术学报（中英文），2026，25（1）：63-69. DOI： 10.26974/j.cnki.XBGC.2026.01.009.

YAN Deke,AN Chunxu,MU Quanyi.Effects of Direct Ink Writing Printing Parameters and Sintering Conditions on Printed Nano Silver Paste[J].Journal of Northwest Engineering Technology,2026,25(01):63-69. DOI： 10.26974/j.cnki.XBGC.2026.01.009.

摘要

研究了直写（direct ink writing，DIW）打印纳米银浆过程中，挤出气压、针头孔径及烧结温度与时间对银线烧结行为的影响，分析了上述参数对烧结过程中归一化质量、归一化电阻及烧结后银线横截面积、电阻率的影响规律与内在机理。结果表明：较高的挤出气压与较大的针头孔径虽然会导致烧结后银线中残留添加剂较多，但因银线横截面积较大，相同长度下银线电阻反而较低；而较低的挤出气压与较小的针头孔径下，DIW银线中溶剂和添加剂移除更快，从而缩短烧结时间。因此，若以低电阻为主要目标，可采用较高挤出气压配合大孔径针头；若追求快速烧结，则可选择较低挤出气压与小孔径针头的组合。烧结温度方面，120，140 ℃条件下，归一化质量与归一化电阻约30 min达到稳定状态；而在160，180 ℃条件下，仅需10 min即可达到稳定状态。实际应用中可根据基底耐温特性，选择较低温度、较长烧结时间或较高温度、较短烧结时间，以达到烧结目的。

Abstract

This study investigates the effects of extrusion pressure， needle inner diameter， sintering temperature， and sintering time on the sintering behavior of silver wires during the direct ink writing （DIW） process of nano silver paste. The relationship between these parameters and normalized mass， normalized resistance， cross-sectional area and resistivity of the sintered silver wires was analyzed. The results indicate that higher extrusion pressures and larger needle inner diameters lead to an increased presence of residual additives in the sintered silver wires； however， the larger cross-sectional area results in lower resistance for silver wires of the same length. Conversely， lower extrusion pressures and smaller needle inner diameters facilitate faster removal of solvents and additives， thus shortening the sintering time. Therefore， to achieve low resistance， a combination of higher extrusion pressure and larger needle inner diameter is recommended； for rapid sintering， a combination of lower extrusion pressure and smaller needle inner diameter is more suitable. At sintering temperatures of 120 and 140 °C， the normalized mass and normalized resistance stabilize after approximately 30 minutes， whereas at 160 and 180 °C， stabilization is achieved in only 10 minutes. In practical applications， depending on the substrate’s thermal resistance， once may choose between lower temperatures with longer sintering times or higher temperatures with shorter sintering times to attain effective sintering.

关键词

Keywords

references

Tan H W ， An J ， Chua C K ， et al . Metallic nanoparticle inks for 3D printing of electronics ［J］. Advanced Electronic Materials ， 2019 ， 5 （ 5 ）： 1800831 .

丁泽宇，罗书轩，何瑞博，等 . 纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用［J］. 稀有金属材料与工程， 2023 ， 52 （ 10 ）： 3530 - 3538 .

黎茂扬，于培师，朱指南，等 . 直书写3D打印传感器的设计、制造与应用探索［J］. 航空制造技术， 2025 ， 68 （ 21 ）： 88 - 103 .

张静，周婧，段国林 . 基于直写成型技术的多材料打印研究进展［J］. 材料导报， 2022 ， 36 （ 8 ）： 220 - 227 .

陆晗婧，陈志刚，罗斌，等 . CNT/PDMS复合材料的直写打印技术及性能测试［J］. 功能材料， 2024 ， 55 （ 6 ）： 6230 - 6236 .

陈怡霖，韩蕊遥，李振龙，等 . 基于直写式硅胶3D打印柔性材料工艺参数研究［J］. 中国铸造装备与技术， 2023 ， 58 （ 2 ）： 78 - 83 .

陈志刚，李雅芳，王烨，等 . 碳纤维/碳化硅直写式3D打印参数优化研究［J］. 装备制造技术， 2023 （ 12 ）： 31 - 35 .

Blanco-Angulo C ， Martínez-Lozano A ， Arias-Rodríguez J ， et al . Low-cost direct-writing of silver-based ink for planar microwave circuits up to 10 GHz ［J］. IEEE Access ， 2023 ， 11 ： 4010 - 4022 .

Kim J H ， Le Quang H ， Sim H H ， et al . Direct-ink-writing of highly deformable， multi-layered electrical devices using elastomer-based dual inks ［J］. Virtual and Physical Prototyping ， 2025 ， 20 ： e2509611 .

张薛安，马颖，安博星，等 . 石墨烯-银纳米粒子复合墨水的制备及直写打印研究［J］. 山东化工， 2024 ， 53 （ 15 ）： 46 - 49 .

Yang W D ， Zhang X Y ， Ma C ， et al . Tailored silver precursor ink via amine ligand engineering for high-performance flexible wireless devices ［J］. Colloids and Surfaces A： Physicochemical and Engineering Aspects ， 2025 ， 726 ： 137977 .

Mu Q Y ， Dunn C K ， Wang L ， et al . Thermal cure effects on electromechanical properties of conductive wires by direct ink write for 4D printing and soft machines ［J］. Smart Materials and Structures ， 2017 ， 26 （ 4 ）： 045008 .

Patil N ， Venkatesh S ， Swaminathan P ， et al . Design evaluation and performance analysis of silver nanoparticle ink-based printed heaters ［J］. Flexible and Printed Electronics ， 2025 ， 10 （ 1 ）： 015001 .

Zhang H Q ， Bai H L ， Jia Q ， et al . High electrical and thermal conductivity of nano-Ag paste for power electronic applications ［J］. Acta Metallurgica Sinica （English Letters）， 2020 ， 33 （ 11 ）： 1543 - 1555 .

Wang H W ， Du W Z ， Xi Y ， et al . Non-isothermal thermogravimetric analysis study on the pyrolysis reaction kinetics of bituminous coal ［J］. Chemical Engineering & Technology ， 2022 ， 45 （ 6 ）： 1048 - 1057 .

李路海，刘媛琪，韩璐，等 . 纳米银印刷电路低温烧结研究进展［J］. 印刷与数字媒体技术研究， 2023 （ 2 ）： 10 - 21 .

陈澄，尹红波，王成，等 . 钼铜载体与铝合金外壳的无压纳米银胶低温烧结强度［J］. 半导体技术， 2025 ， 50 （ 1 ）： 95 - 100 .

曹彤，黄进，茅德旺 . 基于 3D打印微带贴片天线的近红外烧结研究［J］. 火控雷达技术， 2023 ， 52 （ 2 ）： 105 - 110 .

Moon Y J ， Kang H ， Kang K ， et al . Effect of thickness on surface morphology of silver nanoparticle layer during furnace sintering ［J］. Journal of Electronic Materials ， 2015 ， 44 （ 4 ）： 1192 - 1199 .

李超，林枝城，张义超，等 . 基于压电喷墨技术3D打印纳米银墨水的固化工艺研究［J］. 电子元件与材料， 2024 ， 43 （ 7 ）： 853 - 859 .

Liu P S ， Li T F ， Fu C . Relationship between electrical resistivity and porosity for porous metals ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 1999 ， 268 （ 1/2 ）： 208 - 215 .

Chandel G R ， Sun J Y ， Etha S A ， et al . Direct visualization of nanoparticle morphology in thermally sintered nanoparticle ink traces and the relationship among nanoparticle morphology， incomplete polymer removal， and trace conductivity ［J］. Nanotechnology ， 2023 ， 34 （ 36 ）： 365705 .

Mu Q Y ， Wang J K ， Kuang X . Modeling the resistive viscoelasticity of conductive polymer composites for sensor usage ［J］. Soft Matter ， 2023 ， 19 （ 5 ）： 1025 - 1033 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

单分散微米级球形银粉的性能分析