一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法，采用次亞磷酸鈉為還原劑，去離子水為溶劑，配制次亞磷酸鈉還原液，將銅粉作為基材加入還原液中，然后添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，加入氨水調節其pH值穩定在11；將硝酸銀作為銀源，以去離子水為溶劑配制氧化液，加入EDTA?2Na絡合劑，提高鍍液的穩定性，能顯著改善鍍銀過程中銀離子釋放過快的問題；混合上述溶液，同時磁力攪拌，保持加入溫度在30～80℃，反應20min，離心，得到一次鍍銀銅粉；將一次鍍銀銅粉作為基材，重復以上步驟兩次得到三次鍍銀銅粉。本發明專利技術制備的銀包覆銅粉的高溫抗氧化性能優異，適用于代替電子漿料的導電相銀粉。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法，特別涉及一種化學鍍銀法制備高溫抗氧化銀包覆銅粉。
技術介紹
導體漿料是發展電子元件的基礎材料，也是制作片式元件和印刷電路的關鍵材料。在電子漿料的制備技術中，導電相金屬粉末的制備是關鍵，沒有優良的金屬粉末就沒有優良的電子漿料，金屬粉末與電子漿料一直是相互促進和相互制約的。對于導體漿料而言，導電相大多以鉑、鈀、金和銀等貴金屬粉末為主，其中以銀導體漿料應用最為廣泛，用量也最大。近年來，由于貴金屬價格的飆升，漿料成本增加；另一方面，銀遷移是銀漿料自身存在的缺點，不能滿足高性能電子元器件的要求。超細銅粉活性高、易氧化，導致存儲、運輸和使用都很不方便，需要對其進行改性以提高其抗氧化性能。目前主要是通過表面處理來實現，主流的方法有兩類：一是通過磷化，鈍化，電化學氧化等方法使基體表面組成結構發生變化，從而提高性能，但這類方法會在一定程度上影響銅粉的導電性能。二是用不同的包覆材料來進行表面包覆處理達到提高性能的目的。抗氧化銅粉的導電性能是影響其在以銅代銀的導體漿料應用的重要因素，在銅粉表面進行鍍銀包覆是另一個很有發展潛力的途徑之一，為此國內外已研究多種銀包銅粉制備方法，主要有混合球磨法、熔融霧化法和化學鍍法。相比而言，混合球磨法制備的銀包銅粉，實際上是銀銅的混合物；熔融霧化法存在制備工藝復雜、成本較高等問題；化學鍍法則具有工藝簡單、制備成本低等優點，被認為是目前制備銀包銅粉最適合的方法之一。但目前方法未能有效解決銀包覆層的不致密性和不均勻問題，從而難以實現銅粉高溫抗氧化性能的大幅度提高。此外，在超細銅粉的鍍銀包覆中尚存在粉體易團聚等問題，也限制了該法的推廣。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法，制得的銀包覆銅粉的高溫抗氧化性能優異，適用于代替電子漿料的導電相銀粉。為達到上述目的，本專利技術提供的技術方案是：一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法，包括以下步驟：(1)采用次亞磷酸鈉為還原劑，去離子水為溶劑，配制次亞磷酸鈉濃度為1.2～20.6g/L的還原液，將銅粉作為基材加入還原液中，然后添加銅粉含量10％-30％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，加入氨水調節其pH值穩定在11；(2)將硝酸銀作為銀源，以去離子水為溶劑配制氧化液，加入EDTA-2Na濃度為1～5g/L的絡合劑，提高鍍液的穩定性，能顯著改善鍍銀過程中銀離子釋放過快的問題；(3)將(2)所得溶液加入到(1)所得溶液中，同時磁力攪拌，保持加入溫度在30～80℃，反應20min，離心，得到一次鍍銀銅粉；(4)將一次鍍銀銅粉作為基材，重復以上步驟兩次得到三次鍍銀銅粉；(5)制得的銀包銅粉高速離心分離，用去離子水清洗兩遍，無水乙醇清洗一遍，最后真空干燥，干燥溫度為60℃。進一步的，所述銅粉為球形，平均粒徑為80nm，純度為99.9％。優選的，步驟(1)中，配制次亞磷酸鈉還原液濃度為20.6g/L。優選的，步驟(1)中，所述PVP的添加量為銅粉含量的20％。進一步的，步驟(2)中，銀含量為銅粉質量的10％。優選的，步驟(3)中，反應溫度為50℃。上述技術方案中，可通過調整實驗條件和試劑劑量，改變銅粉表面包覆銀粉的程度。有益效果：本專利技術通過三次化學鍍銀法制備高溫抗氧化性能優異的銀包覆銅粉，選用化學鍍的方法實現了銅粉表面鍍銀，通過加入EDTA-2Na為絡合劑，有效的降低了銀離子還原的速度，提高了銅粉表面鍍銀的質量。制備的銀包覆銅粉的高溫抗氧化性能優異，適用于代替電子漿料的導電相銀粉。附圖說明圖1：本專利技術的三次化學鍍銀法制備的銀包覆銅粉的透射電鏡圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步說明。實施例1：將100g銅粉、10.3g次亞磷酸鈉、10g PVP加入500mL的去離子水中，配制成含有銅基材的還原液，加入氨水調節其pH值穩定在11；將15.9g硝酸銀、0.5gEDTA-2Na加入500mL去離子水中配制成氧化液；將氧化液緩慢加入還原液中，升溫至30℃，反應20min后，用離心機分離出一次鍍銀銅粉；以一次鍍銀銅粉為基材重復以上鍍銀步驟兩次，制備出三次鍍銀銅粉，用去離子水清洗三次，無水乙醇清洗一次，離心分離后的鍍銀銅粉60℃真空干燥，得到的鍍銀銅粉置于馬弗爐中300℃加熱20min，質量增重率達4％。實施例2：將100g銅粉、10.3g次亞磷酸鈉、10g PVP加入500mL的去離子水中，配制成含有銅基材的還原液，加入氨水調節其pH值穩定在11；將15.9g硝酸銀、2gEDTA-2Na加入500mL去離子水中配制成氧化液；將氧化液緩慢加入還原液中，升溫至30℃，反應20min后，用離心機分離出一次鍍銀銅粉；以一次鍍銀銅粉為基材重復以上鍍銀步驟兩次，制備出三次鍍銀銅粉，用去離子水清洗三次，無水乙醇清洗一次，離心分離后的鍍銀銅粉60℃真空干燥，得到的鍍銀銅粉置于馬弗爐中300℃加熱20min，質量增重率達2.3％。實施例3：將100g銅粉、10.3g次亞磷酸鈉、10g PVP加入500mL的去離子水中，配制成含有銅基材的還原液，加入氨水調節其pH值穩定在11；將15.9g硝酸銀、2gEDTA-2Na加入500mL去離子水中配制成氧化液；將氧化液緩慢加入還原液中，升溫至50℃，反應20min后，用離心機分離出一次鍍銀銅粉；以一次鍍銀銅粉為基材重復以上鍍銀步驟兩次，制備出三次鍍銀銅粉，用去離子水清洗三次，無水乙醇清洗一次，離心分離后的鍍銀銅粉60℃真空干燥，得到的鍍銀銅粉置于馬弗爐中300℃加熱20min，質量增重率達0.5％。對得到的鍍銀銅粉進行TEM檢測所得到的，鍍銀銅粉的形貌如附圖1所示表面光潔,具有優異的分散性。實施例4：將100g銅粉、10.3g次亞磷酸鈉、10g PVP加入1L的去離子水中，配制成含有銅基材的還原液，加入氨水調節其pH值穩定在11；將15.9g硝酸銀、2gEDTA-2Na加入500mL去離子水中配制成氧化液；將氧化液緩慢加入還原液中，升溫至50℃，反應20min后，用離心機分離出一次鍍銀銅粉；以一次鍍銀銅粉為基材重復以上鍍銀步驟兩次，制備出三次鍍銀銅粉，用去離子水清洗三次，無水乙醇清洗一次，離心分離后的鍍銀銅粉60℃真空干燥，得到的鍍銀銅粉置于馬弗爐中300℃加熱20min，質量增重率達1.3％。對比例1：將100g銅粉、10.3g次亞磷酸鈉、10g PVP加入500mL的去離子水中，配制成含有銅基材的還原液，加入氨水調節其pH值穩定在11；將15.9g硝酸銀、2gEDTA-2Na加入500mL去離子水中配制成氧化液；將氧化液緩慢加入還原液中，升溫至50℃，反應20min后，用離心機分離出一次鍍銀銅粉60℃真空干燥，得到的鍍銀銅粉置于馬弗爐中300℃加熱20min，質量增重率達9％。對比例2：將100g未經鍍銀工藝處理的銅粉置于馬弗爐中300℃加熱20min，質量增重率達12.5％。從實驗結果看，利用化學鍍提高了納米銅粉的抗氧化性能，實驗操作簡單，成本低，是一種比較經濟的制備方法。本專利技術的制備的三次鍍銀銅粉抗氧化性能大大高于一次鍍銀銅粉，進一步研究此鍍銀銅粉導電性能接近銀粉，可作為導體漿料的導電相。以上所述，僅是本專利技術的較佳實施例，并非對本專利技術作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)采用次亞磷酸鈉為還原劑，去離子水為溶劑，配制次亞磷酸鈉濃度為1.2～20.6g/L的還原液，將銅粉作為基材加入還原液中，然后添加銅粉含量10％?30％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，加入氨水調節其pH值穩定在11；(2)將硝酸銀作為銀源，以去離子水為溶劑配制氧化液，加入EDTA?2Na濃度為1～5g/L的絡合劑，提高鍍液的穩定性，能顯著改善鍍銀過程中銀離子釋放過快的問題；(3)將(2)所得溶液加入到(1)所得溶液中，同時磁力攪拌，保持加入溫度在30～80℃，反應20min，離心，得到一次鍍銀銅粉；(4)將一次鍍銀銅粉作為基材，重復以上步驟兩次得到三次鍍銀銅粉；(5)制得的銀包銅粉高速離心分離，用去離子水清洗兩遍，無水乙醇清洗一遍，最后真空干燥，干燥溫度為60℃。

【技術特征摘要】
1.一種抗氧化鍍銀銅粉的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)采用次亞磷酸鈉為還原劑，去離子水為溶劑，配制次亞磷酸鈉濃度為1.2～20.6g/L的還原液，將銅粉作為基材加入還原液中，然后添加銅粉含量10％-30％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，加入氨水調節其pH值穩定在11；(2)將硝酸銀作為銀源，以去離子水為溶劑配制氧化液，加入EDTA-2Na濃度為1～5g/L的絡合劑，提高鍍液的穩定性，能顯著改善鍍銀過程中銀離子釋放過快的問題；(3)將(2)所得溶液加入到(1)所得溶液中，同時磁力攪拌，保持加入溫度在30～80℃，反應20min，離心，得到一次鍍銀銅粉；(4)將一次鍍銀銅粉作為基材，重復以上步驟兩次得到三次鍍銀銅粉；(5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張小敏，王昆彥，
申請(專利權)人：金陵科技學院，
類型：發明
國別省市：江蘇;32