[发明专利]一种纳秒激光辅助硝酸银热分解的纳米银线制备方法、纳米银线和应用

说明书

本发明涉及一种纳秒激光辅助硝酸银热分解的纳米银线制备方法、纳米银线和应用。所述制备方法包括：电路板进行清洗预处理；将预处理得到的电路板进行激光烧蚀，使电路板表面形成微纳结构；使电路板的微纳结构内沉积硝酸银微液滴；对电路板进行二次激光烧蚀，使硝酸银分解；电路板进行清洗后处理，得到纳米银线。本发明有效解决了纳米银线制备方法复杂困难，成品率低、难流程化等问题。

技术领域

本发明属于材料表面改性技术领域，涉及电路板表面制备微纳结构同时制备纳米银线的方法，具体涉及一种通过化学热分解复合与纳秒激光烧蚀的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

纳米银材料近几年刚刚兴起，由于它导电导热及纳米光学性能方面的独特优势，被开始广泛使用于电子电路中，同时它在化工、电子、医学领域的应用，也受到人们广泛的关注。而激光烧蚀具有高效稳定，零接触且成本低的特点，更适合开发出一种适用于工业推广应用的纳米级增材制造技术。

目前制备纳米银线的方法主要分为三种：电化学法、硬模板法和多元醇法。其中电化学法的产品生产率较低且合成的纳米银线不均匀。硬模板法的模板去除比较困难，无法大规模生产且生产效率低下。而多元醇法由于操作容易，工序比较简单易提纯且原材料来源比较广泛，成为制备纳米银线的主要方法，但他有很多的缺点和问题：(1)会消耗大量的多元醇试剂，成品率较低；(2)制得的纳米银线长度较短，通常都小于200μm；(3)制备出来的银线浓度低，不利于大规模制备和工业推广生产，难流程化。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种纳秒激光辅助硝酸银热分解的纳米银线制备方法、纳米银线和应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种纳秒激光辅助硝酸银热分解的纳米银线制备方法，所述制备方法包括：

电路板进行清洗预处理；

将预处理得到的电路板进行激光烧蚀，使电路板表面形成微纳结构；

使电路板的微纳结构内沉积硝酸银微液滴；

对电路板进行二次激光烧蚀，使硝酸银分解；

电路板进行清洗后处理，得到纳米银线。

本发明提出了一种纳米银线的制备方法，相比于现有的硬模板法具有生产效率高，无须去除模板，制备得到的纳米银线均匀，纳米银线较长，操作简单的优势。

相比于现有的化学沉淀方法，得到的纳米银线浓度低，消耗大量化学试剂材料且成品率低。本发明利用激光热能，使硝酸银分解为纳米银，制备操作简单方便，不污染环境且适合工业推广生产。

硝酸银分解的原理为:2AgNO₃＝2NO₂+O₂+2Ag。

硝酸银分解后沉积形成纳米银线。

在本发明的一些实施方式中，电路板预处理的步骤为超声清洗、干燥。以去除电路板表面的油污、杂质等，保证后续激光烧蚀效果。

优选的，电路板预处理的方法为使用无水乙醇进行超声清洗，从而去除表面杂质和碎屑，后在室温下风干。

在本发明的一些实施方式中，一次激光烧蚀和二次激光烧蚀使用红外纳秒激光脉冲。相比于使用皮秒激光器，纳秒激光器具有加工效率高、成本低的特点。

在本发明的一些实施方式中，一次激光烧蚀的调节为：纳秒激光平均功率为2-10W，脉冲频率为20～200kHz，扫描速度为100～3000mm/min，扫描间距为10-100μm。