나노유체 : 화학적 환원법의 혼합방법이 주석 나노유체의 입자 크기에 미치는 영향 = Nanofluids : Effect of mixing methods on the particle size in Sn-nanofluid manufactured by chemical reduction method
저자
장석필 ( Seok Pil Jang ) ; 이승윤 ( Seoung Youn Lee ) ; 이승현 ( Seung Hyun Lee ) ; 김상훈 ( Sang Hoon Kim )
발행기관
한국액체미립화학회(Institute for Liquid Atomization and Spray System Korea)
학술지명
권호사항
발행연도
2012
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
53-54(2쪽)
제공처
being changing as alternative materials instead of tin-lead solder ball as following development of ecofriendly industry. However, one of the adverse effect of this change is tin-alloys have higher melting temperature (232oC) compared with tin-lead (~183oC). For this reason, electronic assembly has disadvantages such as warpage, electrical energy consumption, thermal stress and thermal cracking. Therefore studies of lowering meting temperature of tin are intensively investigating as a fundamental study of reducing tin-alloys melting temperature. In previous researches, the melting temperature of nanoparticle is non-linearly decreased with decreasing particle size which is the most dominant effect to determine the melting temperature1). Therefore decreasing the size of particle is core parameter to reduce the melting temperature of tin nanoparticle. Furthermore, to use these lead-free tin nano solder ball practically in industrial part, cost problem should be accompany with the investigation of lead-free solder ball. So, not only decreasing of the particle size but also improving of the production efficiency has to be considered. In this paper, tin nanoparticles are synthesized by chemical reduction method in ethylene glycol using stirrer and ultra-sonic wave bath respectively. Tin (II) acetate, Sodium borohidride and Polyvinylpyrrolidone (PVP) are used as precursors, reducting agents and surfactants respectively. Transmission electron microscopy (TEM) and particle size analyzer (PSA) are used to characterize particle size, shape and distribution of Sn particle and surfactant. Fig. 1, 2 show the well-made Sn nanoparticle manufactured with stirring method and ultra-sonic energy respectively. The stirring method and ultra-sonic energy method both well manufactured 45 ± 5 nm and 10 ± 5 nm average diameters sized tin nanoparticle respectively. The using of ultra-sonic energy is able to make much smaller sized tin nanoparticle than the using of stirrer and it has alternative advantages. As follows, Benefits of using ultrasonic energy are large quantity production due to shorten manufacturing time that only 5 minute and better dispersion stability. While the stirring method need at least two or more hours for one case of experiment. Fig.3 shows the manufacturing time effect on the particle size with ultra-sonic energy. Except for the time problem, the main prohibited problem to manufacture large quantity of Sn nanoparticle is dispersing of surfactant. It was identified that the suspension stability of surfactant effect on particle size and dispersing of surfactant is not easy in bulky amount of base fluid2). By so using of ultrasonic energy comparatively solved these problems not only prohibit aggregation of surfactant during reacting but also easily control large quantity of experimental specimens. Fig.4 shows the 0.01 vol. % of the optimum volume fraction of Tin (II) acetate respect on decreasing of the particle size. Additionally, the using of ultrasonic energy is helpful to reduce 80% of the integrating watt which is 25kWh and 125kWh for using of ultrasonic energy and using of stirrer respectively for each experiment.
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