Name: Uitdagingen in Reologische karakterisering van sterk geconcentreerde Suspensions - Een Case Study for-Zeefdruk Silver Plakt (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 42 s
Description: Leer de reologische karakterisering van sterk geconcentreerde zilverpasta's voor zeefdruktoepassingen in zonnecelproductie. Deze methode optimaliseert formuleringen door gelijktijdige deformatieobservatie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG bedanken voor hun ondersteuning en levering van commerciële zilverpasten, met speciale dank aan M. König voor de vruchtbare discussies. Speciale dank gaat uit naar M. Schmalz voor experimentele ondersteuning. C. Yüce is dankbaar voor de financiële steun van de 100 prozent erneuerbar stiftung. Ten slotte danken we aan het Federale Ministerie voor Economische Zaken en Energie voor hun financiële steun (subsidienummer 0325775G).

Let op: Neem contact op met alle relevante veiligheidsinformatiebladen (VIB) voor gebruik. Verscheidene van de elementen voor de zilverpasta formulering acuut toxisch, carcinogeen en watergevaarlijke stoffen. Gebruik alle nodige veiligheidsvoorschriften bij de omgang met zilveren pasta&#39;s (persoonlijke beschermingsmiddelen - veiligheidsbril, handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek, dichte schoenen). Ook het werken met de rheometer vereist zorgvuldig te werk. Bescherm de handen van wordt gevangen tijdens de geometrische verplaatst naar de meetpositie. 1. Rotatie Shear Metingen - Meetrapport <ol><li> Schijnbare viscositeit bepaald - afschuifsnelheid gecontroleerde metingen <ol><li> Voer rotationele shear experimenten met reometer met een parallelle-plaatgeometrie (plaat ruwheid Rq = 2-4 urn, plaat diameter d = 25 mm). De vereiste hoeveelheid pasta 0,49 ml. <ol><li> Pas de .... aanmeten instellingen viscositeit bepalen. Metingen verrichten stapsgewijs van gecontroleerde afschuiving snelheidsmodus <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq1.jpg" /> = 0,01 S-1 - 1000 s-1 in 40 stappen. De meettijd 1200 s. </li><li> Plaats de uitrusting voor de opname van de meetopening in de stand: camera statief met de bijgevoegde endoscopische camera, LED-spot, en de externe computer om de opnamen op te slaan. Pas de endoscopische camera-instellingen, zoals het contrast en de helderheid van het veld blootstelling. </li><li> Net voordat het opvullen van de spleet reometer, meng het monster in het reservoir zodat de pasta homogeen gemengd. </li><li> Vul de rheometer kloof met de gemengde zilveren plak monster. OPMERKING: Bij een meetopening hoogte h end = 1 mm, eerst naar een spleet stand h1 = 1,05 mm ter verwijdering van de overmaat monster van de rand van de reometer geometrie. na clearing de overmaat monster, veranderen de spleethoogte actuele positie van uur 1 tot uur einde. </li><li> Om de pasta stroming in de meetopening visualiseren, markeer de pasta met roetdeeltjes in een verticale lijn. </li><li> Voor de meting, wacht ongeveer 5 minuten tot normaalkrachten in de spleet vergaan. </li><li> Start de meting. Start het meetapparaat en video-opname op hetzelfde moment om de pasta in de kloof te volgen en meten van de instellingen, rheometrie resultaten, en video-opnamen correct te correleren. </li><li> Herhaal de meting stappen 1.1.1.3 - 1.1.1.7 ten minste drie keer. </li><li> Zet de schijnbare viscositeit η app versus schijnbare schuifsnelheid <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq1.jpg" /> app logaritmisch. Evalueer de video-opnamen naar het gedeelte van domineert muur slip, het gedeelte van de pasta vervorming, en het deel van het monster lekkage te controleren. De parameterinstellingen voor, waarbij een uniforme shoor profiel gevormd kan gemakkelijk worden gedetecteerd op basis van de video-opnames (figuur 1). OPMERKING: De afschuifspanning bij de rand van de plaat wordt berekend uit de geregistreerde torsie van de reometer en de schijnbare afschuifsnelheid bij de rand van de plaat bij steady state toegepast. De schijnbare afschuifsnelheid wordt verwezen naar de hoeksnelheid van de plaat en de spleethoogte h bij de maximale radius plaat. </li></ol></li></ol></li><li> Opbrengst spanningsbepaling - vergelijkt afschuifspanning gecontroleerde metingen met verschillende ruwheid plaat en vin geometrie <ol><li> Vloeispanningsmeting met een plaat van ruwheid Rq = 1,15 urn. <ol><li> Voor metingen met Rq = 1,15 urn, gebruik rheometer B met een plaat diameter d = 20 mm. De vereiste hoeveelheid pasta 0,31 ml. </li><li> Pas de instellingen voor het meten vloeispanningsmeting. Metingen verrichten stapsgewijs gecontroleerde afschuifspanning mode. Variëren de afschuifspanning van 1 Pa tot 3.000 Pa in 35 stappen met een totale meettijd van 1050 s. </li><li> Monteer een camera statief met de bijgevoegde endoscopische camera, een LED-spot, en de externe computer met software om de video-opnamen op te slaan. Pas de endoscopische camera-instellingen, bijvoorbeeld het contrast en de helderheid van het veld blootstelling. </li><li> Voor het vullen van de meetopening met zilverpasta, meng het monster in het reservoir te verzekeren dat het homogeen wordt gemengd. Gebruik een snelmenger (30 seconden bij 1.000 rpm). Na mengen, vullen het gat met deeg. </li><li> Neem een ​​kleine hoeveelheid van het gemengde pasta, toepassen op de bodemplaat van de parallelle plaat rheometer en breng de bovenplaat naar een meetpositie. OPMERKING: Voor een meting met een spleethoogte h end = 1 mm, eerst naar stand spleet h1 = 1,05 mm en het overtollige monster van de rand van de reometer geometrie. Na het verwijderen van de overtollige sample, veranderen de spleethoogte actuele positie van uur 1 tot uur einde. </li><li> Markeer het deeg in de meetspleet met roetdeeltjes in een verticale lijn. Dit maakt visualisatie van de pasta vervorming en stroming in de spleet en de wand slip. </li><li> Voor de meting, wacht ongeveer 5 minuten tot de normaalkracht op de bovenplaat is verdwenen. </li><li> Start nu de meting. Start het meetapparaat en video-opname op hetzelfde moment om de pasta in de kloof te volgen en om de juiste meting instellingen toeschrijven aan video-opnames. </li><li> Ga door met de meting tot de pasta wordt gemorst uit de kloof. </li><li> Herhaal de meting in totaal voor drie keer. Voor elke meting reinigen van de meetopening met ethanol en herhaal stappen 1.2.1.4 - 1.2.1.9. </li><li> Wanneer de meting voltooid is, plot de vervorming γ versus afschuifspanning τ logaritmisch en bepalen de vloeispanning van het medium met gebruikmaking van de tangent snijpunt methode 33. </li></ol></li><li> Vloeispanningsmeting op een plaat van ruwheid Rq = 2-4 urn. <ol><li> Voor metingen met Rq = 2-4 urn, gebruik rheometer Een plaat met een diameter van d = 25 mm. De vereiste hoeveelheid pasta 0,49 ml. </li><li> Herhaal de stappen 1.2.1.2 - 1.2.1.11 for yield spanningsmetingen met een plaat ruwheid Rq = 2-4 urn. </li></ol></li><li> Vloeispanningsmeting op een plaat van ruwheid Rq = 9 urn. <ol><li> Voor metingen met Rq = 9 urn, gebruik rheometer B met een plaat diameter d = 20 mm en de vereiste hoeveelheid pasta 0,31 ml. Met dubbele geconfronteerd plakband stukken schuurpapier hechten aan de platen overeenkomt met hun diameter. </li><li> Herhaal de stappen 1.2.1.2 - 1.2.1.11 voor vloeispanningsmeting met een plaat ruwheid Rq = 9 urn. </li></ol></li><li> opbrengst stress meting met de schoep geometrie. <ol><li> Voor vloeispanning afmetingen met de schoep geometrie gebruikt rheometer C. </li><li> Pas de instellingen voor het meten vloeispanningsmeting. Voer de metingen stapsgewijze gecontroleerde afschuifspanning als functie parallelle plaat metingen 1.2.1, 1.2.2 en 1.2.3. De parameterwaarden τ = 1 - 3000 Pa in 35 stappen en een totale meettijd van 1050 s. </li><li> Voor het vullen van de cilindrische maatbeker met het monster, meng het monster in het reservoir zodat het monster homogeen gemengd. Na mengen vullen de cilindrische maatbeker met 10 ml zilverpasta. </li><li> Verplaats de schoep geometrie naar de meetpositie en wacht 5 minuten. </li><li> Start nu de meting. </li><li> Voor betrouwbare resultaten, ten minste drie keer herhaal de meting. </li><li> Wanneer de meting voltooid is, plot de vervorming γ versus afschuifspanning τ logaritmisch en bepaal de vloeispanning behulpde tangens snijpunt werkwijze zoals hierboven beschreven. </li></ol></li></ol></li><li> Muur slip observatie <ol><li> Uitvoeren wand slip waarnemingen met een plaat ruwheid Rq = 1,15 um gebruikt rheometer B met een plaat diameter d = 20 mm. <ol><li> Pas de instellingen voor het meten de wand slip bepalen. Metingen verrichten in gecontroleerde afschuifspanning modus geselecteerd schuifspanningen tussen 400 Pa en 1300 Pa en een meettijd 300 s totaal. </li><li> Plaats de uitrusting voor opnames van de meetopening in de stand: camera statief met de bijgevoegde endoscopische camera, LED-spot en de externe computer om de opnamen op te slaan. Pas de endoscopische camera-instellingen, zoals het contrast en de helderheid van het veld blootstelling. </li><li> Voor het vullen van de meetopening met zilverpasta, meng het monster in het reservoir te verzekeren dat het homogeen wordt gemengd. </li><li> Vul de rheometer kloof met de gemengde zilveren pastamonster. </li><li> Markeer het deeg in de meetspleet met roetdeeltjes in een verticale lijn voor vloeigedrag observatie. </li><li> Voor de meting wacht ongeveer 5 minuten tot de normaalkrachten in de spleet vergaan. </li><li> Start de meting. Start het meetapparaat en video-opname op hetzelfde moment om de pasta in de kloof te volgen en meten van de instellingen, rheometrie resultaten en video-opnamen correct te correleren. </li><li> Herhaal de stappen 1.3.1.3 - 1.3.1.7 drie keer voor elke geselecteerde shear stress. </li><li> Zet de wand slip snelheid v slip versus afschuifspanning τ de wand slipgedrag (figuur 9) vertonen. </li></ol></li></ol></li><li> Monster gemorst onderzoek in rotatie shear meting <ol><li> Voer monster gemorst onderzoek met een reometer (plaat diameter d = 25 mm en de vereiste hoeveelheid pasta 0,49 ml). <ol><li> Om de afhankelijkheid van de onset monster vlek op spleethoogte h bepalenrun stappen 1.1.1.1 - 1.1.1.8 op verschillende hoogtes gap. OPMERKING: Voor een meting met h end = 0,2 mm eerst naar stand spleet h1 = 0,21 mm en verwijder de overmaat monster van de rand van de reometer geometrie h end = 0,5 mm → h 1 = 0,51 mm h end = 1,0 mm → h 1 = 1,05 mm h end = 1,5 mm → h1 = 1,55 mm h end = 2,0 mm → h 1 = 2,05 mm </li><li> Onderhavige resultaten een grafiek van de schijnbare viscositeit η app versus schijnbare schuifsnelheid <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq1.jpg" /> app voor verschillende hoogtes spleet (figuur 10). Bepaal de knik in de curve en de bijbehorende kritische toerental nT crit en plotten deze versus de spleethoogte h (figuur 11). </li></ol></li></ol></li><li> Reologische karakterisering van eent hoge afschuifsnelheden uitgevoerd met capillaire rheometer <ol><li> Voeren capillaire reometer gemeten onder toepassing van een mondstuk met cirkelvormige dwarsdoorsnede. Met een mondstuk met een diameter d = 0,5 mm en de lengte L = 40 mm here. De diameter van de toevoer reservoir d toevoer = 20 mm. <ol><li> Pas de meetinrichting instellingen (zuigersnelheid 0,001 mm s-1 en 20 mm s-1). Metingen verrichten stapsgewijs bestuurde afschuifsnelheid, 5 s per meetpunt. </li><li> Meng het monster te verzekeren de pasta wordt homogeen gemengd en vullen de laadhouder met 78,5 ml zilverpasta. </li><li> Breng de zuiger in de meetpositie en start de meting. </li><li> Bereken de schuifspanning van het drukverschil tussen de monsterkamer en capillaire afvoer. Bepaal de drukval onder toepassing van een 500 bar drukomzetter. Neem tenminste 5 drukwaarden voor elke geselecteerde zuigersnelheid. </li><li> Ga door met de meting tot het voer reservoir leeg. </li><li> Herhaal de meting (stappen 1.5.1.2 - 1.5.1.5) drie keer. </li><li> Bereken de schijnbare afschuifsnelheid van de volumestroom via zuigersnelheid en de diameter van het toevoerreservoir en voer de Weissenberg-Rabinowitsch correctie. Bereken de afschuifspanning τ w uit het gemeten drukverschil 34. De schijnbare viscositeit wordt dan gegeven als η app = τ w / <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq1.jpg" /> app. Tenslotte plot de schijnbare viscositeit versus schijnbare schuifsnelheid om de reologische karakterisering vullen bij hoge afschuifsnelheden (figuur 12). </li></ol></li></ol></li></ol> 2. oscillerende shear Metingen <ol><li> amplitude sweep <ol><li> Voeren amplitude sweep-metingen met behulp van een reometer Een plaat diameter d = 25 mm en een ruwheid Rq = 2-4 urn. de required pasta volume 0,49 ml. <ol><li> Pas de meting van instellingen voor amplitude sweep meting. Verrichten metingen op gecontroleerde deformatie amplitude <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> = 0,01-100% en een constante frequentie f = 1 Hz in 35 stappen. </li><li> Herhaal stap 1.2.1.3 - 1.2.1.8 het voltooien van de amplitude vegen drie keer. Reinig de meetopening met ethanol voor elke meting. </li><li> Zet de moduli G&#39; en G &quot;versus deformatie amplitude <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> logaritmisch (Figuur 13). De vervorming amplitudebereik waarin G&#39;&gt; G &#39;&#39; en beide moduli evenwijdig onafhankelijk van de vervorming amplitude <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> , Is het lineaire viscoelastische regime (LVA). Bij proeven structureel herstel pick vervorming amplitude van dit gebied voor stap I en stap III<html> . Voor trap II van de latere drietraps structurele hersteltest selecteert de vervorming amplitude 10% hoger dan <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> kruisen waarbij G&#39;= G &#39;&#39; een structurele afbraak tussen de proeven structureel herstel te garanderen. </li></ol></li></ol></li><li> Drie fase structureel herstel-test <ol><li> Tests uitvoeren structureel herstel met reometer uitgerust A met behulp van een plaat met diameter d = 25 mm en ruwheid Rq = 2-4 urn. Met de hoeveelheid die de amplitude sweep experimenten (2,1) getoond. De vereiste hoeveelheid pasta 0,49 ml. <ol><li> Voer de test drietraps oscillatie met verschillende oscillatieamplitudes bij constante frequentie (f = 1 Hz). NOTITIE: Stadium I: Kleine trillingsamplitude in de LVA wordt gedurende 300 s de afschuiving moduli van de begintoestand verkrijgen. Voor pasta Bfiles / ftp_upload / 55377 / 55377eq2.jpg&quot;/&gt; I = 0,025%. Stadium II: De grote spanningsamplitude ( <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> II = 80%) bepaald in stap 2.1 wordt toegepast in de oscillerende afschuiving modus II t = 50 s, 150 s en 600 s voor tijdsafhankelijkheid onderzoeken. Vervorming afhankelijkheid onderzoeken de spanning tussen amplitudes <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> II = 0,025% en <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> II = 100% zijn elk voor constante tijd (t = 150 s II) toegepast. Stadium III: Dezelfde kleine trillingsamplitude dergelijke in fase I wordt aangevraagd 1200 en het herstel gedurende een langere tijd te volgen. </li><li> Herhaal stap 1.2.1.3 - 1.2.1.8 te voltooien drie fasen oscillatie test drie keer. Reinig het meten gap met ethanol voor elke meting. </li><li> Zet de moduli G&#39; en G &#39;&#39; tegen de tijd in een semi-log grafiek (zie Figuur 14 en Figuur 15 (a)). </li></ol></li></ol></li></ol> 3. Stretching Gedrag Vaststelling - een Snap-off Simulation <ol><li> Verstrekgedrag metingen met de capillaire rheometer uiteenvallen uitrekkende <ol><li> Voer rekken experimenten met de capillaire uiteenvallen uitrekkende rheometer. Met twee cilindervormige zuigers met een diameter d = 6 mm. Rek de pasta bij variërende snelheden van de oorspronkelijke spleethoogte h = 1 mm tot de draadbreuken. LET OP: Let op: dit is niet een typisch gloeidraad dunner experiment gecontroleerd door oppervlaktespanning. Deze test kan ook worden uitgevoerd met een zeefgaas bevestigd met de emulsiezijde van de bovenste zuiger en een wafer substraat op de bodem. dit way drukproces gedurende metallisatie van mono- en multikristallijn industrieel voorbewerkte Si-wafel wordt nagebootst. <ol><li> Pas de meting van de instellingen voor het oprekken van experimenten. Varieert het rekken snelheden (bijvoorbeeld: 7,5 mm s-1, 11 mm s-1 en 110 mm s-1) tot de verandering filament vervorming en breuk gedrag zien. </li><li> Schakel de high speed camera aan de verandering in filament vorm vast te leggen. Stel de framesnelheid tot minimaal 250 fps en zet de achtergrondverlichting om het filament vervorming sporen. aan te passen Ook de high speed camera-instellingen, met name de beeldscherpte, het contrast en de helderheid van het veld blootstelling. </li><li> Voor het vullen van de meetopening met zilverpasta, meng het monster in het reservoir te zorgen voor de pasta homogeen gemengd. Na mengen, vullen de meetopening met deeg. </li><li> Neem een ​​kleine hoeveelheid (28,3 pi) van de gemengde pasta toe te passen op de onderste zuiger. Breng de upper zuiger naar de meetpositie (meten spleethoogte h = 1 mm) en het schoonmaken van de overmaat monster van de rand van de geometrie. </li><li> Start de meetinrichting en de opnamen van het filament vervorming tegelijkertijd. </li><li> Herhaal de meting drie keer. Voor elke meting reinigen van de meetopening met ethanol en herhaal stappen 3.1.1.3 - 3.1.1.5. </li><li> Kies de eerste afbeelding van draadbreuk de zuigerstand x onderbreking waarin het filament breekt evalueren. Bereken de kritische strekverhouding (br x - x 0) / 0 x = Ax br / x 0. Bepaal de hoeveelheid verschillende snelheden strekken (figuur 16). </li></ol></li></ol></li><li> Rekkracht meting met de trekbank <ol><li> Voor trekbank experimenten gebruikt een zuiger met een diameter d = 5 mm. Het hieruit resulterende tiensile kracht tijdens het spannen. <ol><li> Pas de meting van de instellingen voor het oprekken van experimenten. Varieert het rekken snelheden, bijvoorbeeld v = 10 mm s-1, 20 mm s-1, 30 mm s-1 en 40 mm s-1 en meet de verandering van rekkracht met een 50 N belastingscel. Stel de oorspronkelijke spleethoogte h tot h = 1 mm en de eindpositie te h end = 12 mm. </li><li> Voor het vullen van de meetopening met zilverpasta, meng het monster in het reservoir te zorgen voor de pasta homogeen gemengd. </li><li> Breng de pasta aan de bodemplaat van de trekbank. Breng de bovenplaat naar de meetpositie en het schoonmaken van de overmaat monster van de rand van de geometrie. </li><li> Start de meetinrichting en de opnamen van het filament rek tegelijk. </li><li> Herhaal de meting drie keer. Voor elke meting reinigen van de meetopening en herhaal stappen 3.2.1.2 - 3.2.1.4. </li><li> Uit de F vs. [6; x data maximale kracht Fmax gedetecteerd gedurende het doortrekken en de verstrekverhouding bij breuk Ax br / x 0 verkregen zoals getoond in figuur 17 (a). Perceel Ax br / x 0 vs. verschillende snelheden strekken (figuur 17 (a)). Plot Fmax versus strekken velocity (Figuur 17 (b)). </li></ol></li></ol></li></ol>

<ol><li>Mathews, N., Lam, Y. M., Mhaisalkar, S. G., Grimsdale, A. C. <a target="_blank" href="http://www.hanser-elibrary.com/doi/abs/10.3139/146.110260">Printing materials for electronic devices.</a> Int. J. Mater. Res. 101 (2), 236-250 (2010).</li>
<li>Ralph, E. L. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/1975pvs..conf..315R">Recent advancements in low cost solar cell processing.</a> Proceedings of the 11th Photovoltaic Specialists Conference. 1, 315(1975).</li>
<li>Faddoul, R., Reverdy-Bruas, N., Blayo, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921510712003169">Formulation and screen printing of water based conductive flake silver pastes onto green ceramic tapes for electronic applications.</a> Mater. Sci. Eng. B Solid-State Mater. Adv. Technol. 177 (13), 1053-1066 (2012).</li>
<li>Rane, S. B., Seth, T., Phatak, G. J., Amalnerkar, D. P., Das, B. K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X0300003X">Influence of surfactants treatment on silver powder and its thick films.</a> Mater. Lett. 57 (20), 3096-3100 (2003).</li>
<li>Rane, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058403002360">Firing and processing effects on microstructure of fritted silver thick film electrode materials for solar cells.</a> Mater. Chem. Phys. 82 (1), 237-245 (2003).</li>
<li>Faddoul, R., Reverdy-Bruas, N., Bourel, J. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10854-011-0607-3">Silver content effect on rheological and electrical properties of silver pastes.</a> J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23 (7), 1415-1426 (2012).</li>
<li>Szlufcik, J., Poortmans, J., Sivoththaman, S., Mertens, R. P. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/791983/">Advanced manufacturing concepts for crystalline silicon solar cells.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 46 (10), 1948-1969 (1999).</li>
<li>Gomatam, R., Mittal, K. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGomatam%2C+R+%22Electrically+Conductive+Adhesive%22">Electrically Conductive Adhesive</a>. , CRC Press. (2008).</li>
<li>Pospischil, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610211016730">Investigations of thick-film-paste rheology for dispensing applications.</a> Energy Procedia. 8, 449-454 (2011).</li>
<li>Hoornstra, J., Weeber, A. W., De Moor, H. H., Sinke, W. C. <a target="_blank" href="http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.605.5157">The importance of paste rheology in improving fine line, thick film screen printing of front side metallization.</a> Netherlands Energy Found. , (1997).</li>
<li>Gilleo, K. <a target="_blank" href="http://et-trends.com/files/paper_uploads/Rheology%20and%20Surface%20Chemistry%20for%20Screen%20Printing.pdf">Rheology and surface chemistry for screen printing.</a> Screen Print. Mag. , 128-132 (1989).</li>
<li>Lin, H. W., Chang, C. P., Hwu, W. H., Ger, M. D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013607006218">The rheological behaviors of screen-printing pastes.</a> J. Mater. Process. Technol. 197, 284-291 (2008).</li>
<li>Shiyong, L., Ning, W., Wencai, X., Yong, L. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058407007146">Preparation and rheological behavior of lead free silver conducting paste.</a> Mater. Chem. Phys. 111 (1), 20-23 (2008).</li>
<li>Reichl, H., Feil, M. Hybridintegration: Technologie und Entwurf von Dickschichtschaltungen. Hüthig Verlag GmbH. , (1986).</li>
<li>Thibert, S., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pip.2659/full">Study of the high throughput flexographic process for silicon solar cell metallisation.</a> Prog. Photovoltaics Res. Appl. 24 (2), 240-252 (2016).</li>
<li>Glunz, S. W., Mette, A., Richter, P. L., Filipovic, A., Willeke, G. <a target="_blank" href="https://freidok.uni-freiburg.de/data/3782">New concepts for the front side metallization of silicon solar cells.</a> 21st Eur. Photovolt. Sol. Energy Conf. , 4-7 (2006).</li>
<li>Thibert, S., Jourdan, J., Bechevent, B., Chaussy, D., Reverdy-Bruas, N., Beneventi, D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369800114004582">Influence of silver paste rheology and screen parameters on the front side metallization of silicon solar cell.</a> Mater. Sci. Semicond. Process. 27, 790-799 (2014).</li>
<li>Pospischil, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610215006037">Dispensing technology on the route to an industrial metallization process.</a> Energy Procedia. 67, 138-146 (2015).</li>
<li>Coussot, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCoussot%2C+P+%22Rheometry+of+pastes%2C+suspensions%2C+and+granular+materials%3A+Application+in+Industry+and+Environment%22">Rheometry of pastes, suspensions, and granular materials: Application in Industry and Environment</a>. , Wiley-interscience. (2005).</li>
<li>Coussot, P. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2007/sm/b611021p">Rheophysics of pastes: a review of microscopic modelling approaches.</a> Soft Matter. 3 (5), 528(2007).</li>
<li>Zhou, H., Hong, J., Piao, L., Kim, S. -H. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.38761/abstract">Dual rheological responses in Ag pastes.</a> J. Appl. Polym. Sci. 129 (3), 1328-1333 (2013).</li>
<li>Buscall, R., McGowan, J. I., Morton-Jones, A. J. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.550387">The rheology of concentrated dispersions of weakly attracting colloidal particles with and without wall slip.</a> J. Rheol. 37 (4), 621(1993).</li>
<li>Kalyon, D. M., Yaras, P., Aral, B., Yilmazer, U. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.550435">Rheological behavior of a concentrated suspension: A solid rocket fuel simulant.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 37 (1), 35-53 (1993).</li>
<li>Yilmazer, U., Kalyon, D. M. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.550049">Slip effects in capillary and parallel disk torsional flows of highly filled suspensions.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 33 (8), 1197-1212 (1989).</li>
<li>Aral, B. K., Kalyon, D. M. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.550537">Effects of temperature and surface roughness on time-dependent development of wall slip in steady torsional flow of concentrated suspensions.</a> J. Rheol. 38 (4), 957-972 (1994).</li>
<li>Persello, J., Magnin, A., Chang, J., Piau, J. M., Cabane, B. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.550528">Flow of colloidal aqueous silica dispersions.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 38 (6), 1845-1870 (1994).</li>
<li>Pignon, F., Magnin, A., Piau, J. M. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.550759">Thixotropic colloidal suspensions and flow curves with minimum: Identification of flow regimes and rheometric consequences.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 40 (4), 573-587 (1996).</li>
<li>Meeker, S. P., Bonnecaze, R. T., Cloitre, M. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.1795171">Slip and flow in pastes of soft particles: Direct observation and rheology.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 48 (6), 1295-1320 (2004).</li>
<li>Seth, J. R., Cloitre, M., Bonnecaze, R. T. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.2963135">Influence of short-range forces on wall-slip in microgel pastes.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 52 (5), 1241-1268 (2008).</li>
<li>Seth, J. R., Locatelli-Champagne, C., Monti, F., Bonnecaze, R. T., Cloitre, M. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2012/SM/C1SM06074K">How do soft particle glasses yield and flow near solid surfaces?</a> Soft Matter. 8 (1), 140-148 (2012).</li>
<li>Meeker, S. P., Bonnecaze, R. T., Cloitre, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slip+and+flow+in+soft+particle+pastes%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Slip and flow in soft particle pastes.</a> Phys. Rev. Lett. 92 (19), 1-4 (2004).</li>
<li>Xu, C., Fieß, M., Willenbacher, N. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/7756354/">Impact of wall slip on screen printing of front-side silver pastes for silicon solar cells.</a> IEEE Journal of Photovoltaics. 7, 129-135 (2017).</li>
<li>Brummer, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrummer%2C+R+%22Rheology+Essentials+of+Cosmetic+and+Food+Emulsions%22">Rheology Essentials of Cosmetic and Food Emulsions</a>. , Springer Berlin-Heidelberg. (2006).</li>
<li>Macosko, C. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMacosko%2C+CW+%22Rheology+Principles%2C+Measurements%2C+and+Applications%22">Rheology Principles, Measurements, and Applications</a>. , Wiley - VCH. New York. (1994).</li>
<li>Dzuy, N. Q., Boger, D. V. <a target="_blank" href="http://sor.scitation.org/doi/abs/10.1122/1.549709">Yield stress measurement for concentrated suspensions.</a> J. Rheol. (N. Y. N. Y). 27 (4), 321-349 (1983).</li>
<li>Da Cruz, F., Chevoir, F., Bonn, D., Coussot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscosity+bifurcation+in+granular+materials%2C+foams%2C+and+emulsions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Viscosity bifurcation in granular materials, foams, and emulsions.</a> Phys. Rev. E. 66, 1-7 (2002).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Een uitgebreide reologische karakterisering van sterk geconcentreerde suspensies of pasta is verplicht voor een gerichte productontwikkeling op de vele eisen tijdens de verwerking en toepassing van dergelijke complexe fluïda. Dit onderzoek omvat de bepaling van vloeispanning, viscositeit, wand slipsnelheid, structureel herstel na grote deformatie en rek bij breuk en trekkracht tijdens filament strekken. Een samenvatting van alle toegepaste methoden, verkregen gegevens en plakken eigenschappen zijn samengevat in Tabel 1. Het belang van video-opnames voor betrouwbare bepaling van reologische hoeveelheden sterk gevulde suspensies tonen wand slip, shear strepen en voorbeeld spill parallel-plate roterende rheometrie aangetoond. Video-opnamen maken de bepaling van de werkelijke vervorming profiel en het stromingsveld in het monster velg met behulp van geschikte markers. Het is necessari om deze vervorming gedrag te bestuderen voordat het analyseren van de resultaten van rheologische experimenten. Aldus meet parameterinstellingen en plaat ruwheden worden genoemd waarbij viscositeitsmetingen mogelijk. De pasta vloeigrens kan worden bepaald onder toepassing van een schoep geometrie of plaat-plaatgeometrie met geschikte ruwheid. Bepaling van de viscositeit kan gebruiken plaatvormig plaatgeometrie slechts met een zorgvuldig geselecteerde plaat ruwheid afhankelijk monstersamenstelling. Hogere ruwheid niet noodzakelijkerwijs leiden tot lagere muur slip. De afschuifsnelheid of schuifspanning gebied waarin de viscositeit bepaling kan worden uitgevoerd is beperkt door de vloeispanning en het begin van het monster gemorst. Voorts kan de slip velocity direct worden gemeten en meetomstandigheden waarbij propstroming, afschuif bandvorming of monster spill optreden duidelijk herkenbaar. Voor wall slip metingen werden gladde oppervlakken gebruikt als bovenste afschuiving plate en een ruwe bodemplaat slip slechts toestaan ​​op de bovenplaat. Dit slipsnelheid kan rechtstreeks worden berekend uit de hoeksnelheid van de bovenplaat. Als pasta treedt slip op spanningsniveaus ver beneden de vloeigrens. Soortgelijke waarnemingen werden gerapporteerd vering glasparels 25, kleisuspensies 27, zachte microgel pasta&#39;s en emulsies 28, 29, 30. Hier een lineaire toename van v slip met τ app wordt gevonden. Dit komt overeen met de waarnemingen van Aral et al. 25 die ook bepaald v slip via visualisatie van het stromingsveld aan de rand van de onderzochte glaskraal suspensies. Seth et al. hebben aangetoond dat de schaling van slipsnelheid met de toegepaste spanning wordt geregeld door de interactie tussen de zachte particles zij gebruikten in hun studie en de muur. Voor het geval waarbij er geen specifieke hechting van deeltjes aan de wand, vinden ze ook een lineair verband tussen v slip en stress, maar kwadratisch schaal is gevonden dat de deeltjes zwak hechten aan de wand 28, 29, 30. De studies op zachte deeltjes pasta blijkt een kenmerkende slipsnelheid V * aan de vloeispanning en een elastohydrodynamische model gepresenteerd 29 toelaat V * berekenen van fysische fluïdum en deeltjes parameters die onafhankelijk kan worden bepaald: V * ~ γ y2 (G 0 R / η s) (G P / G 0) 1/3. Deze eigenschap slipsnelheid afhankelijk van de pasta stam verkregen γ y en elasticiteitsmodulus G 0, oplosmiddelviscositeit η s, evenals deeltjes;e straal R en modulus G P. De waarden die uit deze eenvoudige schatting (V * A = 375 urn S.1 en VB * = 118 um S.1) komen goed overeen met de gemeten (figuur 9) niet alleen met betrekking tot de orde van grootte maar ook over het verschil tussen pasta A en B. Monster gemorst wordt hier waargenomen bij een kritische rotatiesnelheid karakteristiek voor elke plak. Morsen niet voorkomt in de zuivere voertuigen. Dit fenomeen beperkt reologische karakterisering van de pasta&#39;s en kunnen ook relevant voor bepaalde verwerking of bekledingsbewerkingen maar de fysische oorsprong blijft onopgelost. Beeldopnamen verder aan dat wall slip propstroom en monster gemorst kan tijdens oscillerende shear tests uitgesloten. Daarom is de afname en toename van de afschuiving moduli waargenomen tijdens drietraps oscillerende shear proeven met small trillingsamplitude in fase I en III alsmede grote deformatie amplitude <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> &gt; <img alt="Vergelijking" src="/files/ftp_upload/55377/55377eq2.jpg" /> c kan direct worden toegeschreven aan structurele afbraak en herstel. Het kan worden aangetoond dat de mate van irreversibele structurele veranderingen in oscillerende shear toeneemt met toenemende vervorming amplitude in fase II totdat verzadiging is bereikt deformaties overeenkomt met de crossover van G&#39; en G &#39;&#39; in amplitude sweep test, maar de onomkeerbare schade onafhankelijk van de duur van hoge amplitude afschuiving in fase II. De verandering in modulus en daarmee monsterstructuur door grote afschuifvervorming in fase II wordt hier aangeduid als onomkeerbaar want na wachttijden van meer dan 10 4S, de opslagmodulus is veel lager dan de vorige waarde (gegevens niet getoond). De in figuur 15 getoonde data zijn beperkt tot bedienendtijden van 1500 en voor de duidelijkheid. Er dient echter te worden opgemerkt dat de tijdschaal van het drukproces is in de orde van seconden of zelfs lager. Dit is niet toegankelijk met de conventionele roterende rheometer setup gebruikt in deze studie. De kloof hoogten die in deze studie zijn ook veel groter dan de typische maasopeningen in zeefdrukken van moderne gedrukte elektronica. Reologische metingen met plaat-plaat geometrie niet ten dergelijke kleine spleetopeningen Vanwege de beperkingen van mechanische correctie voor grote platen gewoonlijk in rheologische metingen. Verder zijn grote kloof scheidingen hier gekozen voor visualisatie van het monster vervorming gemakkelijk op de velg. Filament strekken tests met een capillaire rheometer breuk in lengterichting en een trekbank kan worden gebruikt om de vervorming en breuk gedrag van sterk gevulde pasta karakteriseren uitrekkende stromen. De rek bij breuk en de maximale werking tijdens elongatie zijn parameters verkregen uit deze tests en kan gerelateerd zijn aan de zuigmond snap-off tijdens zeefdrukken. Tenslotte werden significante verschillen waargenomen in alle hierboven beschreven voor de twee commerciële zilveren pasta&#39;s in deze studie onderzocht experimenten. Een uitgebreide bespreking van de relevantie van de rheologische pasta eigenschappen voor hun prestaties zullen in een volgende paper op basis van gegevens voor een breed scala van verschillende pasta&#39;s en voertuigen worden aangepakt.

Voorkant metallisatie van silicium zonnecellen wordt vaak gerealiseerd met behulp van traditionele zeefdruk. Naast stencilafdruk, inkjet printen en flexodruk 1, heeft zeefdruk gebruikt sinds de jaren 1970 voor tal van printtoepassingen 2. Het is een veelzijdige techniek en in de productie van zonnecellen, het zorgt voor eenvoudige en snelle metallisatie tegen een lage drukkosten. Echter, de vloei-eigenschappen van zeefdruk pasta&#39;s moeten zorgvuldig worden aangepast om ongestoord, foutvrije verwerking te waarborgen. Deze Vooral in zonnecel metallisatie sinds smalle uniforme lijnpatronen te bereiken. Verder pasta recepten moeten zorgvuldig worden aangepast om sedimentatie van de hoge dichtheid zilverdeeltjes, fasescheiding en partikel aggregatie. De hooggeconcentreerde geleidende scherm drukpasta&#39;s voor front-side metallisatie van zonnecellen mainly bestaan uit drie componenten 3, 4, 5, 6: het geleidende materiaal, in het algemeen microscopisch kleine zilverdeeltjes die goede elektrische geleiding 7, 8; de continue fase, het zogenaamde auto, een mengsel van organische bindmiddelen, oplosmiddelen en additieven bevorderen deeltjes bevochtigingsmiddelen, filmvorming en hechting aan het substraat dat ook additieven voor het vloeigedrag aanpassen, met name waarbij de deklagen op smalle scherm mazen passen gemakkelijk; en het anorganische bindmiddel (glaspoeder) fungeert als een adhesiepromotor en activeert het sinterproces bij lagere temperaturen. Afdrukken van fijne lijnen met een hoge aspectverhouding vereist zilverpasta&#39;s die een hoge vloeispanning en een uitgesproken afschuiving verdunnend gedrag 9 vertonen. De hoge opbrengst spanning garandeert een goede shape nauwkeurigheid en een hoge aspectverhouding dat sterk pseudoplastische en een overeenkomstig lage viscositeit bij hoge afschuifsnelheden noodzakelijk wanneer de pasta door nauwe mazen, waarbij de pasta wordt blootgesteld aan hoge afschuifsnelheden geschat op meer dan 10 3s stroomt -1 10. Tijdens het drukproces, zijn pasta&#39;s blootgesteld aan zeer uiteenlopende vervorming tarieven en belastingen. Ten eerste, de pasta rust op het scherm; dan fungeert de rakel en de pasta dringt door zeefopeningen op het substraat. Na aanbrengen van de pasta op de siliciumwafel, structuur en viscositeit moeten snel herstellen pasta verspreiding op het substraat te verbieden. Dit zou zonnecel prestaties verminderen door hogere beschaduwingsverliezen 10, 11, 12, 13, 14, 15. Onderbrekingen, de zogenaamde meshmarks, in gedrukte vinger lijnen kunnen op kruispunten van draden mesh afhankelijk pasta reologie. De tijd voor het egaliseren van de meshmarks moet zo lang als nodig is, maar ook kort genoeg zijn om de vinger lijn te houden verspreiden zo laag mogelijk 16. De rakel druk vereist voor de pasta stroomt door de mazen op het substraat zorgvuldig de hoge vloeispanning nodig om een goede vormvastheid 3, 6, 9, 17, 18 verschaffen aangepast. Deeltjes dicht gepakt, sterke wisselwerking en vormen complexe structuren. Dienovereenkomstig naast vloeispanning, pseudoplastische en thixotropie kunnen verscheidene andere ingewikkelde stromingsfenomenen zoals shear strepen of lawine voorkomen in dergelijke suspensies 19 20 &lt;/ sup&gt;, 21. Muur slip is ook van cruciaal belang om geconcentreerde suspensies 22, 23, 24, 25. Een dunne laag vloeibaar lagere viscositeit, dat wil zeggen een laag uitgeput of vrij van deeltjes naast de wand 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 gevormd en kunnen te regelen door nauwe spleten of kanalen. Dus een uitgebreide rheologische karakterisering van zeefdruk pasta is van essentieel belang met het oog op de verwerking van eigenschappen en functies van het product te verbeteren. In deze studie worden twee commerciële zilver pasta&#39;s gekarakteriseerd. Deze pasta&#39;s bezitten wezenlijk verschillende drukken performances. De rheologische characterization van dergelijke materialen zeer veeleisend. Zelfs de eenvoudige bepaling van de stationaire afschuifviscositeit gebruik van een roterende reometer is een grote uitdaging vanwege wand slip, propstroming, afschuif bandvorming en plakken morsen. Dienovereenkomstig eerdere studies gericht op oscillerende shear metingen 10, 17, 21 of de karakterisering van lage geconcentreerde zilverpasta&#39;s, zogenaamde inkten 3, 6, 15, waarbij de genoemde verschijnselen onwaarschijnlijk. Protocollen voor een degelijke en zinvolle karakterisering van het stromingsgedrag van geconcentreerde zilveren pasta&#39;s kan worden gedefinieerd aan de hand van video-opnames. Een rotationele shear rheometer met een parallelle plaat sample armatuur wordt toegepast bij dit onderzoek duidelijk wezen propstroming, wand slip en afschuiving banding afhankelijk van de ruwe plaatness op een niet-triviale wijze. In eerder werk tijdsafhankelijke ontwikkeling wand slip in steady torsie van geconcentreerde suspensies werd onderzocht op verschillende platen ruwheid. De stroom van sterk geconcentreerde suspensies van vaste glasbollen in polymeerbindmiddel werd zichtbaar gemaakt en een grotere plaat of binnencilinder ruwheid voorkomen wand slip. Het verhogen plaat ruwheid geleid tot breuk van de monsters 22, 25. Breuk trad op kleinere schijnbare afschuifsnelheden als de muur ruwheid verhoogd. De uiteinden van de oneffenheden van de geruwde oppervlakken kan optreden als spanningsconcentratiepunten aan het plaatoppervlak, initiëren fracturen van afschuifspanningen kleiner zijn dan de vloeispanning τ y 25 r. Muur slip wordt belangrijk geacht voor de zeefdruk prestaties van sterk geconcentreerde pasta&#39;s te zijn. Het verleden<html> e glijdt door het gaas gemakkelijker bij hogere wand slip en de afzetting op het substraat 32 aanzienlijk vergroot. Met behulp van video-opnames kan wall slip direct waarneembaar voor verschillende experimentele protocollen. De slipsnelheid kan direct worden bepaald uit de hoeksnelheid van de roterende plaat behulp gladde platen met lage ruwheid. Maar vloeigedrag bepaling uit zilverpasta&#39;s een inherente beperking. De suspensies zijn ondoorzichtig, kan dus vision voor veldobservaties voldaan worden bij het monster velg. Eerdere studies hebben geprobeerd om de muur slip en vervorming in de monsters tegelijkertijd te bepalen. Zij merkten slip onder de rekgrens en vond een kwadratische afhankelijkheid van de slipsnelheid van de afschuifspanning. Het vloeigedrag van transparante kleisuspensies werd onderzocht door Pignon 27 na de vervorming van een kleurstof pigment leiding geïnjecteerd in het stortgoed. Persello et al.xref &quot;&gt; 26 zijn geconcentreerde waterige kiezelzuursuspensies onderzocht. Zij vonden dat verhoging plaat ruwheid wand slip onderdrukken niet leidt tot een homogeen monster vervorming maar veroorzaakte bulk fractuur. Slip en monster vervorming pasta zacht microgeldeeltjes en geconcentreerde emulsies intensief geweest besproken in een serie artikelen 28, 29, 30, 31. Fluorescente tracer deeltjes werden gebruikt om het stromingsveld binnen deze transparante monsters in een conus-plaat geometrie bepalen. Zij vonden een karakteristieke slip snelheid V * aan de vloeispanning van de respectieve materiaal en een machtswet voor de toename van slip velocity afschuifspanning τ τ hieronder y. een exponent van één gevonden voor de niet-hechtende delen en twee bij zwakke aantrekking tussen deeltjes en de muur. In de studie presenteerde haare ontwikkeling van vervorming en stroomt onder gecontroleerde spanning en afschuifsnelheid gecontroleerde omstandigheden wordt bewaakt. In tegenstelling tot de bevindingen in referentievoorbeeld 25, waardoor plaat ruwheid niet tot breuk beide onderzochte pasta. Ook kunnen wall slip en propstroming niet alleen onderdrukt door verhoging plaat ruwheid. Deze verschijnselen lijken geregeld door de verhouding van de deeltjesgrootte en plaat ruwheid. Monster gemorst sets in een karakteristieke rotatiesnelheid waarschijnlijk bepaald door de balans tussen de centrifugale krachten die werken op en wrijving op de reometer plaat. Echter, de afschuifsnelheid waarbij de viscositeit bepaling kan worden bepaald en gelijktijdig wand slip kan worden gekwantificeerd. Verder wordt een capillaire reometer toegepast om de viscositeit bij hogere afschuifsnelheden die voor het drukproces te bepalen. Ondanks de moeilijkheden bij steady shear rheometrie welomschreven oscillerende afschuifvervorming cEen eenvoudig worden geïmplementeerd. Een drietraps oscillatietest (constante frequentie, verschillende trillingsamplituden) simuleert het zeefdrukproces 10 en zorgt voor het bestuderen structureel herstel van de pasta: In de eerste &quot;preprint&quot; stap wordt een kleine vervorming uitgeoefend op de elastische en visceuze eigenschappen te bepalen in rust. De tweede &quot;print&quot; stap simuleert het mes coating en de pasta langs het gaas door een voldoende hoge amplitude vervorming breken van de pastastructuur. In de laatste &quot;post-print&quot; stap wordt een kleine vervorming aangebracht op het structurele herstel van de pasta te detecteren. De initiële modulus waarde moet snel worden bereikt om pasta voorkomen dat de verspreiding, maar niet te snel meshmarks voorkomen. De hier gepresenteerde onderzoek bevestigen dat het structurele herstel onvolledig eerder door Zhou 21 gerapporteerd. Zhou konden aantonen dat de structurele verandering wordt veroorzaaktdoor het breken vulstof clusters van vulstof matrix ontkoppeling via zilverdeeltjes gesuspendeerd in ethylcellulose oplossing. Video-opnamen in deze studie tonen dat de waargenomen irreversibele structurele veranderingen geen artefact verband met het optreden van slip wand, afschuif bandvorming, propstroomreactor of monster gemorst. Bovendien is gevonden dat de mate van structurele analyse sterk afhankelijk van de amplitude vervorming toegepast in trap twee, maar nauwelijks afhankelijk van het tijdsinterval van de aangebrachte spanning. Dit aspect werd niet waargenomen in de experimenten van Zhou. De invloed van de pastasamenstelling structurele afbraak en herstel in een volgend document besproken. Tenslotte wordt een werkwijze voor de pasta gedrag bij screen snap-off simuleren gepresenteerd. Een capillaire rheometer uiteenvallen in lengterichting en commerciële trekbank worden gebruikt om de rekverhouding waarbij de pasta&#39;s te doorbreken en de maximale axiale kracht bepaalt gedurende strekken als functierek snelheid. Video-opnamen bleken onmisbaar voor het vinden van de juiste meetprotocollen nodig is voor een zinvolle reologische karakterisering van zilverpasta&#39;s via parallelle plaat roterende rheometrie zijn. Videogegevens kon de bepaling van afschuifsnelheid en schuifspanning regimes waarop lichamelijk welbepaalde vloeispanning en viscositeitswaarden kon worden bepaald. De geschikte keuze van de plaat ruwheid en plaatseparatie parameters werd op basis van deze video-opnamen. Experimentele instellingen welke wand slip, zuivere propstroming, afschuif bandvorming of monster gemorst optreden kan eenduidig ​​worden geïdentificeerd. De pasta hier onderzochte gebruikt voor de voorkant metallisatie van zonnecellen. Echter, een zorgvuldige video ondersteunde reologische karakterisering is ook van belang voor diverse andere soorten geconcentreerde suspensies waaronder hoge dichtheid micron-deeltjes.

<table><tbody><tr><td>endoscopie</td><td>Visitool</td><td>TVS80.280.BF6.AD10.2</td><td>volledige naam: TV-Endoskop, C-Mount, Variookular 2X, &Oslash; 8&nbsp;mm x ca. 280&nbsp;mm, 0&deg;, BF: 6&nbsp;mm, AD 10&nbsp;mm</td></tr><tr><td>commerciële zilverpasta&nbsp;</td><td>Heraeus Deutschland GmbH &amp; Co. KG Global Business Unit Heraeus Photovoltaics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>reometer A</td><td>Anton Paar</td><td>Physica MCR 501</td><td>Rq = 2 - 4 &micro;m</td></tr><tr><td>reometer B</td><td>Thermo Scientific</td><td>Haake Mars II</td><td>Rq = 1.15 &micro;m Rq = 9 &micro;m</td></tr><tr><td>reometer C</td><td>Thermo Scientific (voorheen Haake GmbH)</td><td>Rheostress 150</td><td>afstandsgeometrie</td></tr><tr><td>schuurpapier</td><td>Jean Wirtz Düsseldorf Metallografie</td><td>P320 C</td><td>Rq = 9 &micro;m korrelgrootte = 46.2 &plusmn; 1.5</td></tr><tr><td>opnamesoftware</td><td>Debut Video Capture</td><td></td><td></td></tr><tr><td>LED-schijnwerper</td><td>Kaleep&nbsp;</td><td>48W Led Work Lights Offroads Lights Lamp Spotlight Floodlight&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>capillare breekverlengingsreometer</td><td>Thermo Scientific (Haake)</td><td>HAAKE CaBER1</td><td></td></tr><tr><td>trekproefmachine</td><td>Stable Micro Systems, Godalming, UK</td><td>TA.XT plus Textuuranalyser&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>50 N belastingcel</td><td>Stable Micro Systems, Godalming, UK</td><td>Serienummer: 10256249</td><td></td></tr><tr><td>een gemodificeerde capillaire reometer</td><td>G&ouml;ttfert Rheograph 2000 (G&ouml;ttfert Werkstoff-Pr&uuml;fmaschinen GmbH, Buchen Duitsland)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>500 bar druktransmitter</td><td>Gefran, Selingenstadt, Duitsland</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

uitdagingen in reologische karakterisering van sterk geconcentreerde suspensions - een case study for-zeefdruk silver plakt

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

Een uitgebreide reologische karakterisering van sterk geconcentreerde suspensies of pasta's is verplicht voor een doelgerichte productontwikkeling die voldoet aan de vele vereisten tijdens de verwerking en toepassing van dergelijke complexe vloeistoffen. In dit onderzoek zijn meetprotocollen voor een sluitende beoordeling van verschillende procesrelevante reologische parameters geëvalueerd. Dit omvat de bepaling van opbrengstspanning, viscositeit, wandslipsnelheid, structurele herstel na grote vervorming en breuklengte, evenals trekkracht tijdens het strekken van filamenten.
De belangrijkheid van gelijktijdige video-opnamen tijdens parallel-plate rotatie-reometrie voor een significante bepaling van reologische hoeveelheden wordt gedemonstreerd. Het vervormingsprofiel en het stromingsveld aan de rand van het monster kunnen worden bepaald met behulp van geschikte markers. Zo kunnen meetparameterinstellingen en platenruwheden waarden worden geïdentificeerd waarvoor opbrengstspanning en viscositeitsmetingen mogelijk zijn. Slipsnelheid kan direct worden gemeten en meetcondities waarbij plug flow, shear banding of sample spillover optreedt, kunnen duidelijk worden geïdentificeerd.
Video-opnamen bevestigen verder dat de verandering in schuifmoduli die wordt waargenomen tijdens drie-fase oscillerende schuiftests met kleine vervormingsamplitude in fase I en III, maar grote oscillatieamplitude in fase II, direct kan worden toegeschreven aan structurele afbraak en herstel. Voor de hier onderzochte pasta's neemt de mate van irreversibele, door schuif veroorzaakte structurele verandering toe met toenemende vervormingsamplitude in fase II totdat een verzadiging wordt bereikt bij vervormingen die overeenkomen met de kruising van G' en G'', maar de onomkeerbare schade is onafhankelijk van de duur van groot amplitude schuif.
Een capillaire breakup verlengingsreometer en een trektoestel zijn gebruikt om het vervormings- en breukgedrag van sterk gevulde pasta's in uniaxiale verlenging te karakteriseren. Er werden significante verschillen waargenomen in alle hierboven beschreven experimenten voor twee commerciële zilverpasta's voor schermprint die worden gebruikt voor frontzijde metallisering van Si-zonnepanelen.

Er wordt een protocol gepresenteerd voor een robuuste en op applicatie gerichte reologische karakterisering van sterk geconcentreerde suspensies. Zilverpasta's die worden gebruikt voor screenprintingtoepassing in de productie van zonnecellen, worden gebruikt als modelsystemen.

Uitdagingen in Reologische karakterisering van sterk geconcentreerde Suspensions - Een Case Study for-Zeefdruk Silver Plakt

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

Het algemene doel van deze procedure is de betrouwbare rheologische karakterisering van sterk geconcentreerde suspensies, die complex vervormings- en stromingsgedrag vertonen bij klassieke platen-rotatierheometrie. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen voor stream printing-pasta's. Een uitgebreide karakterisering van verschillende procesrelevante rheologische parameters is essentieel voor een gerichte engineering van dergelijke pasta's met verbeterde verwerkings- en applicatie-eigenschappen.Het belangrijkste voordeel van deze aanpak is de gelijktijdige observatie van de monsterdeformatie en de registratie van rheologische gegevens. De procedure wordt gedemonstreerd door Ceren Yuce, een PhD-student van het KIT, Institute of Mechanical Process Engineering and Mechanics. Om te beginnen met de vloeigrensmetingen, stelt u een parallelplaat-rheometer in met platen van vijfentwintig millimeter in diameter en een plaatruwheid van twee tot vier µm.Bereid de metingen voor in een stapsgewijze gecontroleerde schuifspanningsmodus, waarbij de schuifspanning in vijfendertig stappen wordt gevarieerd tussen één en drieduizend pascal, met een totale meettijd van duizendvijftig seconden. Monteer een endoscopische camera op een statief en rust de camera uit met een LED-spotlight. Sluit de camera aan op een computer en pas het contrast en de helderheid naar behoefte aan.Meng een monster zilverpasta met een speedmixer bij 1000 RPM gedurende dertig seconden om ervoor te zorgen dat het monster homogeen is gemengd. Breng een kleine hoeveelheid van de gemengde pasta aan op de bodemplaat. Breng de bovenplaat tot net boven de meetpositie.Verwijder overtollige zilverpasta van de randen van de plaat met een spatel. Verplaats vervolgens de bovenste plaat naar de meetpositie. Markeer de pasta met een verticale lijn van zilverpartikels.Laat het monster vijf minuten in het instrument rusten om te equilibreren. Zodra de normaalkrachten zijn afgenomen, start u gelijktijdig de meting en de video-opname. Stop de meting en de opname zodra de pasta uit de opening stroomt.Reinig de platen met ethanol en laat de platen aan de lucht drogen. Voer deze meting in totaal drie keer uit, waarbij de pasta vóór elke applicatie wordt gemengd en de platen na elke meting worden gereinigd. Verkrijg vervolgens een set metingen en opnames op een aparte parallelplaat-reometer met platen van twintig millimeter en een ruwheid van 1,15 µm.Gebruik vervolgens tweezijdige tape om stukken schuurpapier op de platen van twintig millimeter te bevestigen om een ruwheid van 9 µm te verkrijgen. Voer een nieuwe reeks metingen en opnames uit, waarbij het schuurpapier na elke meting wordt vervangen. Zet voor elke meetserie de vervorming logaritmisch uit tegen de schuifspanning.Bepaal de vloeigrens van het medium met de methode van het raaklijn-snijpunt. Bereid een vane-in-cup reometer voor om metingen uit te voeren in een stapsgewijs gecontroleerde schuifspanningsmodus, met dezelfde parameters als bij de metingen met parallelle platen. Meng het zilverpastamonster grondig en breng de pasta aan in de beker van de reometer.Verplaats de vaan naar de meetpositie en laat het instrument vijf minuten equilibreren. Voer vervolgens ten minste drie metingen uit. Reinig de vaanmeetkop met ethanol en laat het instrument tussen elke herhaling opnieuw equilibreren.Zet de vervorming uit tegen de schuifspanning en bepaal de vloeigrens van het medium met de methode van het snijpunt van de tangenten. Ons onderzoek toont aan dat de vloeigrens kan worden verkregen met gebruik van een schoepenwiel- of plaatgeometrie. In het geval van leer moet de plaatruwheid op passende wijze worden gekozen.Hiervoor moeten het basisgedrag en de opnames zorgvuldig worden gecontroleerd. Om te beginnen met de metingen van het rekgedrag, stelt u een capillaire breakup elongatiereometer in met twee cilindrische zuigers met een diameter van zes millimeter. Stel de reksnelheid in op zeven punt vijf millimeter per seconde.Stel de framerate van een hogesnelheidscamera in op tweehonderdvijftig frames per seconde. Zet de achtergrondverlichting aan en positioneer de camera om de rekmeting vast te leggen. Pas de scherpte, het contrast en de helderheid van het beeld naar behoefte aan.Meng de zilverpasta grondig en breng de pasta vervolgens aan op de onderste zuiger. Breng de bovenste zuiger naar de meetpositie en verwijder het overtollige zilverpasta. Start gelijktijdig de camera en de meting.Zodra de filament breekt, stopt u de opname en de meting en reinigt u de zuigers met ethanol. Voer de meting bij deze snelheid in totaal drie keer uit, waarbij de pasta telkens opnieuw wordt gemengd en de zuigers worden gereinigd. Verkrijg op deze wijze nog twee sets metingen bij rek-snelheden van 11 en 110 mm/s.Bekijk de opnames en identificeer voor elke herhaling het eerste frame waarop filamentbreuk zichtbaar is. Bepaal de zuigerpositie en bereken de kritieke reksratio voor elke geteste snelheid. De hoge printsnelheid en de smalle maatprints die bij zeefdrukken worden gebruikt, beperken de mogelijkheid om het loslaatpunt (snap off point) te koppelen aan het snap lab.Niettemin kan de rekbreuk in deze filament-stretchexperimenten gerelateerd zijn aan dit fenomeen. Het effect van plaatruwheid op metingen van de vloeigrens werd geëvalueerd met twee zilverpasta's. Wanneer platen met een ruwheid van 1,15 µm worden gebruikt, hecht de pasta gemarkeerd met sit-deeltjes aan de bovenplaat en glijdt deze over de onderplaat, wat erop wijst dat er een plugstroom is ontstaan.De vloeigrens van deze zilverpasta's kan dus niet nauwkeurig met dit systeem worden gemeten. Wanneer platen met ruwheidswaarden tussen de twee en vier micrometer worden gebruikt, is er vanuit de beweging van de positiemarkering een afschuivingsdeformatieprofiel waarneembaar, wat noodzakelijk is voor een betrouwbare, goed gedefinieerde rheologische meting. Deze resultaten werden gevalideerd door vergelijking met metingen met een vaan-geometrie.De zilverpasta's vertonen een vergelijkbaar gedrag voor plaatruwheidswaarden van 1,15 tot 4 µm. Wanneer de ruwheidswaarde werd verhoogd naar 9 µm, vertoonde pasta B een afschuivingsdeformatieprofiel bij lage spanningen, dat overging in afschuifbandvorming bij hogere spanningen. Pasta A vertoonde echter niet het benodigde profiel en de spanning om de waargenomen plugflow te creëren is significant hoger dan de vloeigrens.Het rekgedrag van beide pasta's werd vergeleken bij verschillende reksnelheden met behulp van een hogesnelheidscamera. De rekratio van het textiel waarbij filamentbreuk werd waargenomen, was bij alle snelheden groter voor pasta A. Zodra deze methode onder de knie is, kan deze worden gebruikt om niet alleen zilverpasta's, maar ook andere sterk gevulde suspensies te karakteriseren.Het exponentiële protocol moet echter worden aangepast aan de eisen van het betreffende materiaal. Onze experimentele aanpak baant de weg voor onderzoekers op het gebied van geprinte elektronica om de printing-eigenschappen van hun pasta's aan te passen op basis van in het laboratorium gescande experimenten. Dit zal helpen bij de ontwikkeling van pasta's met superieure printing-eigenschappen.Na het bekijken van deze video heeft u een goed inzicht gekregen in het betrouwbaar rheologisch karakteriseren van sterk gevulde pasta's, en in waar u rekening mee moet houden wanneer fenomenen zoals wetslip, plugstroom of monsterverlies optreden. Daarnaast krijgt u een beeld van de verschillende rheologische testprocedures die relevant zijn voor het printproces.

challenges-rheological-characterization-highly-concentrated

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Planar en drie-dimensionale printen van geleidende metallic inkten wordt beschreven. Onze aanpak biedt nieuwe mogelijkheden voor het vervaardigen van gedrukte elektronische, opto-elektronische en biomedische apparaten in ongewone lay-outs op de microschaal.

Vlakke en Three-Dimensional Printing van geleidende inkten

Tangentiële stroming ultrafiltratie (TFU) is een recirculatie methode voor het gewicht gebaseerde scheiding van biosamples. TFU werd aangepast op maat-select (1-20 nm diameter) en zeer geconcentreerd een grote hoeveelheid polydisperse zilveren nanodeeltjes (4 L van 15,2 ug...

Tangentiële Flow Ultrafiltratie: Een &quot;groene&quot; Methode voor de keuze uit verschillende maten en concentratie van colloïdaal zilver nanodeeltjes

Een protocol voor de microfluidic spinnen en karakterisering van de microstructuur van geregenereerde zijde fibroin monofilament wordt gepresenteerd.

Microfluidic droog-spinnen en karakterisering van geregenereerde zijde Fibroin vezels

We laten zien dat de fabricage en het gebruik van een microfluidic apparaat waarmee meerdere deeltje bijhouden microrheology afmetingen om te bestuderen van de reologische effecten van herhaalde fase-overgangen op zachte materie.

Combinatie van Microfluidics en Microrheology om te bepalen de Rheologische eigenschappen van zachte materie tijdens herhaalde fase-overgangen

Hier beschrijven we een protocol voor addiditief zwart-witte Zirkonia onderdelen productie door thermoplastische 3D-Printing (CerAM - T3DP) en mede sinteren gebrek-gratis.

Multi materiaal keramiek gebaseerde componenten – Additive Manufacturing van zwart-witte Zirconia componenten door thermoplastische 3D-Printing (CerAM - T3DP)

Hier presenteren we een protocol voor de productie van hoge-resolutie geleidende patronen, gemaakt van electrohydrodynamic (EHD) jet afdrukken. Het protocol bevat twee modi van EHD jet afdrukken: het continu in de buurt van-veld-electrospinning (NFES) en de dot-gebaseerde drop-on-demand (DOD) EHD afdrukken.

Hoge resolutie elementen met behulp van twee modi van Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand en in de buurt van-veld Electrospinning

Dit manuscript wordt de verwerking van één multifunctionele keramische onderdelen (bv, combinaties van dichte-poreuze structuren) addiditief vervaardigd door stereolithography beschreven.

Additieve vervaardiging van functioneel Graded keramische materialen door Stereolithografie

Dit protocol toont de mogelijkheid om reactieve inkjet printen te gebruiken om zelf beweeglijke biocompatibele en milieuvriendelijke micro-roer werkers af te drukken voor gebruik in biomedische en milieutoepassingen.

Reactieve Inkjet Printing en voortstuwings analyse van zijde-gebaseerde zelfrijdende micro-roeren

Het primaire doel van deze studie is om een protocol te beschrijven om polymere vezelmatten met consistente morfologie te bereiden via solution blow spinning (SBS). We willen SBS gebruiken om nieuwe, instelbare, flexibele polymere vezel nanocomposieten te ontwikkelen voor verschillende toepassingen, waaronder beschermende materialen, door nanodeeltjes op te nemen in een polymeer-elastomeermatrix.

Oplossing Blow Spinning van polymere nanocomposietvezels voor persoonlijke beschermingsmiddelen

Afschuifverwerking tijdens hydrogelvorming resulteert in de productie van microgel-suspensies die dun scheren maar snel herstructureren na het verwijderen van schuifkrachten. Dergelijke materialen zijn gebruikt als een ondersteunende matrix voor het bioprinten van complexe, met cellen beladen structuren. Hier worden methoden beschreven die worden gebruikt om het ondersteunende bed en compatibele bioinks te vervaardigen.

Agarose vloeibare gels gevormd door afschuifverwerking tijdens gelation voor gesuspendeerde 3D-bioprinting

Leer de reologische karakterisering van sterk geconcentreerde zilverpasta's voor zeefdruktoepassingen in zonnecelproductie. Deze methode optimaliseert formuleringen door gelijktijdige deformatieobservatie.

Uitdagingen in Reologische karakterisering van sterk geconcentreerde Suspensions - Een Case Study for-Zeefdruk Silver Plakt

Meer video's verkennen