Модификация гранулометрического состава ультрадисперсных порошков серебра
- Авторы: Нищев К.Н.1, Новопольцев М.И.1, Кострюков С.Г.1, Пыненков А.А.1, Лютова Е.Н.1, Безрукова Е.В.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
- Выпуск: № 3 (2025)
- Страницы: 119-131
- Раздел: ФИЗИКА
- URL: https://journals.rcsi.science/2072-3040/article/view/360995
- DOI: https://doi.org/10.21685/2072-3040-2025-3-9
- ID: 360995
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность и цели. В современном производстве приборов силовой электроники для низкотемпературного соединения их конструкционных элементов применяется технология спекания (синтеринга) с использованием специальных паст на основе ультрадисперсных порошков серебра. Ключевой проблемой при изготовлении таких паст является агломерация частиц серебра в порошке. Цель – разработка способов модификации гранулометрического состава порошков серебра, приводящих к увеличению в них доли субмикронных частиц. Материалы и методы. Проведено исследование ультрадисперсного порошка серебра отечественного производства. Гранулометрический состав порошка определялся методом лазерной дифракции с использованием гранулометра SALD-3101. Для измерений изготавливались суспензии исследуемого порошка в изопропиловом спирте с концентрациями 50 мкг/мл и 75 мг/мл. Суспензии подвергались обработке ультразвуком частотой 35 кГц в ультра- звуковой ванне ПСБ-5735-05. Результаты. Установлено, что исходный порошок се- ребра состоял из двух фракций частиц размером от 0,5 до 2,0 мкм и от 10 до 500 мкм. В результате ультразвуковой (УЗ) обработки низкоконцентрированной суспензии порошка (50 мкг/мл) в течение 80 мин объемная доля частиц субмикронной фракции повышается с 18 до 60 %. Длительная (4 ч и более) УЗ-обработка высококонцентрированной суспензии (75 мг/мл) не приводит к появлению в ней частиц серебра размером менее 1 мкм. Такие частицы появляются в суспензии при добавлении в нее миристиновой кислоты в качестве диспергатора с последующей УЗ-обработкой. Разбавление суспензии изопропиловым спиртом до концентрации 50 мкг/мл с последующей УЗ-обработкой позволяет увеличить объемную долю частиц серебра размером менее 1 мкм до 70 %. Выводы. Разработан способ модификации гранулометрического состава ультрадисперсных порошков серебра, позволяющий увеличить объемную долю субмикронных частиц до 70 %.
Об авторах
Константин Николаевич Нищев
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: nishchev@inbox.ru
кандидат физико-математических наук, доцент, директор Института наукоемких технологий и новых материалов
(Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)Михаил Ильич Новопольцев
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
Email: novopol@inbox.ru
кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник кафедры физического материаловедения
(Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)Сергей Геннадьевич Кострюков
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
Email: kostryukov_sg@mail.ru
кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры фундаментальной химии и химической технологии
(Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)Александр Алексеевич Пыненков
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
Email: alekspyn@yandex.ru
младший научный сотрудник кафедры физического материаловедения
(Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)Екатерина Николаевна Лютова
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
Email: ekat.lyutova@yandex.ru
младший научный сотрудник кафедры физического материаловедения
(Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)Елена Валерьевна Безрукова
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва
Email: tadaakiyattsu@gmail.com
кандидат химических наук, доцент кафедры фундаментальной химии и химической технологии
(Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)Список литературы
- Gobl C., Beckedahl P., Braml H. Low Temperature Sinter Technology Die Attachment for Automotive Power Electronic Applications // Proc. Automotive Power Electronics. Paris, 2006. С. 1–5.
- Матюхин С. И., Сурма А. М., Ставцев А. В., Титушкин Д. А., Писарев А. А. Применение технологии низкотемпературного спекания (синтеринга) для улучшения динамических характеристик мощных быстродействующих диодов и тиристоров // Наноинженерия. 2015. № 12. С. 11–16.
- Grishanin A., Martynenko V., Khapugin A., Malygin M., Frolov O., Nishchev K., Novopoltsev M. Reliability Improving of Power Semiconductor Discharge Switch by Means of LTJT Technology // PCIM Europe 2017, 16‒18 May. Nuremberg, Germany, 2017. P. 756–760.
- Бирюков Ю. А., Бузник В. М., Дунаевский Г. Е. [и др.]. Ультрадисперсные и наноразмерные порошки: создание, строение, производство и применение / под ред. В. М. Бузника. Томск : Изд-во науч.-техн. литературы. 2009. URL: http://vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000471544
- Ильин А. П. Об избыточной энергии ультрадисперсных порошков, полученных методом взрыва проволок // Физика и химия обработки материалов. 1994. № 3. С. 94–97.
- Tepper F., Lerner M., Ginley D. Metallic Nanopowders // Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. Marcel Dekker, Inc., New York 2004. P. 1921–1933.
- Utomo A., Alderman N. J., Padron G. A., Özcan-Taşkın N. G. Effects of particle concentration and dispersion rheology on the breakup of nanoparticle clusters through ultrasonication // Chemical Engineering Research and Design. 2023. Vol. 191. P. 301– 312. doi: 10.1016/j.cherd.2023.01.041
- Abbas R., Luo J., Qi X., Naz A., Khan I. A., Liu H., Yu S., Wei J. Silver Nanoparticles: Synthesis, Structure, Properties and Applications // Nanomaterials. 2024. Vol. 14 (17). P. 1425. doi: 10.3390/nano14171425
- Le A. T., Tam L. T., Tam P. D., Huy P. T., Huy T. Q., Hieu N. V., Kudrinskiy A. A., Krutyakov Yu. A. Synthesis of oleic acid-stabilized silver nanoparticles and analysis of their antibacterial activity // Materials Science and Engineering. 2010. Vol. 30 (6). P. 910‒916. doi: 10.1016/j.msec.2010.04.009
- Dong C., Zhang X., Cai H., Cao C., Zhou K., Wang X., Xiao X. Synthesis of stearic acid- stabilized silver nanoparticles in aqueous solution // Advanced Powder Technology. 2016. Vol. 27 (6). P. 2416‒2423. doi: 10.1016/j.apt.2016.08.018
Дополнительные файлы


















