CN105880633A - 银-镍包球多体系粉体的制备方法 - Google Patents

银-镍包球多体系粉体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本案涉及银‑镍包球多体系粉体的制备方法，包括：将镍包球加入到敏化液中进行敏化；将敏化后的镍包球加入到活化液中进行活化；将经敏化和活化后的镍包球与含碘化钾的还原剂混合；通过与银氨溶液反应制得银‑镍包球多体系粉体；其中，敏化液中包括有二氯化锡；活化液中包括有二氯化钯；还原剂中包括有转化糖浆，该转化糖浆由蔗糖与稀酸水解制得。本案以镍包覆的球作为基材，利用化学镀来制备银‑镍包球多层体系，不仅保持了原有金属镍的物理化学性能，还具有银包覆层的优良导电性能、电磁屏蔽性能，提高了单纯镍粉的抗氧化性和热稳定性，达到节约贵金属、保护环境的目的。

Description

银-镍包球多体系粉体的制备方法
技术领域
本发明属于金属粉体材料制备领域，特别涉及一种银-镍包球多体系粉体的制备方法。
背景技术
银具有较好的导热性、导电性和较高的抗氧化能力，因此银是非常重要的贵金属接触材料，由银构成的电子浆料等，广泛应用于电子工业的重要原料。银的价格直接影响了电子元件的成本。因此，寻找到一种能代替银粉而且比较廉价的粉体成为电子行业的大势所趋。
目前，常用的方法就是采用银包覆贱金属材料，以降低成本。例如银包铜粉，银包镍粉等。在现有的银包覆镍研究中，很多是针对纳米级粒子的包覆，而针对纳米级粒子的包覆与针对微米级粒子的包覆所采用的手段是不同的。在纳米级粒子包覆中，应用较多的是以水合肼作为还原剂，水合肼是剧毒性的还原剂，对人体和环境都有很大的伤害。在微米级粒子包覆中，应用较多的则是物理气相沉积法和电镀法，物理气相沉积法容易造成粒子表面覆银不均匀，电镀法则因为应用氰，同样会对人体和环境造成很大的伤害。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本案的目的是提出一种银-镍包球多体系粉体的制备方法，其以温和环保的条件制备出具备优良导电性能的抗氧化多体系粉体。
为实现上述目的，本案通过以下技术方案实现：
一种银-镍包球多体系粉体的制备方法，其包括：
将镍包球加入到敏化液中进行敏化；
将敏化后的镍包球加入到活化液中进行活化；
将经敏化和活化后的镍包球与含碘化钾的还原剂混合；
通过与银氨溶液反应制得银-镍包球多体系粉体；
其中，所述敏化液中包括有二氯化锡；
所述活化液中包括有二氯化钯；
所述还原剂中包括有转化糖浆，该转化糖浆由蔗糖与稀酸反应制得。
优选的是，所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其中，所述敏化液是含50-500g/L二氯化锡的pH为2.0的甘氨酸盐酸缓冲液。
优选的是，所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其中，所述活化液是含0.1-2g/L二氯化钯的pH为2.0的甘氨酸盐酸缓冲液。
优选的是，所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其中，所述稀酸的质量分数为1-20wt％。
优选的是，所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其中，所述银氨溶液中，硝酸银的含量控制在0.5-1g/mL。
本发明的有益效果是：本案以镍包覆的球作为基材，利用化学镀来制备银包覆的镍包球体；这种核壳结构不仅保持了原有金属镍的物理化学性能，还具有银包覆层的优良导电性能、电磁屏蔽性能，提高了单纯镍粉的抗氧化性和热稳定性，达到节约贵金属、保护环境的目的；以镍包球为基材的复合材料，进一步减少镍的用量，还能维持镍在常温下不易氧化的特点，应用在银包铜粉不便使用的场合，特别是抗氧化要求较高的应用领城。
附图说明
图1为银-镍包球多体系粉体的扫描电镜图。
图2为镍包球的扫描电镜图。
图3为制备失败的银-镍包球多体系粉体的扫描电镜图。
图4为银-镍包球多体系粉体的电磁屏蔽对比图；图中，Ni-S代表镍包球；Ag-Ni-S代表银-镍包球多体系粉体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案列出一实施例的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其包括：
将镍包球加入到敏化液中进行敏化；由于在镍包球中，镍已将球体包裹，因此，球体的材质对反应没有影响，无需对球体内部具体材质作出限定，一般可优选是化学惰性的高分子球。镍包球属于市售商品。表面的镍本身不能和银发生反应，而敏化的作用是在镍表面形成位点，使其容易发生反应。
将镍包球加入到活化液中进行活化；经过敏化处理的镍包球表面有一层还原作用的二氯化锡，浸入含有贵金属盐的活化液后，二氯化锡将还原出催化、活化中心。例如贵金属钯，可以作为化学镀的催化、活化中心，使银氨溶液的还原反应能够在镍包球表面均匀地进行。活化的好坏直接决定着化学镀的成败。
将经敏化和活化后的镍包球与含碘化钾的还原剂混合；
通过与银氨溶液反应制得银-镍包球多体系粉体；银-镍包球多体系粉体的结构是：内部为球体，中间包覆层为镍，外部包覆层为银。银氨溶液是氧化剂，与碘化钾反应得到胶粒，该胶粒具体为：
{(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3 -}x+
银的反应速度快，容易产生银镜，造成银源的浪费，因此良好控制反应速度是改善产品最终形貌的关键点。而胶粒可以吸附部分银离子，减缓了反应速率；此外，碘化银的晶格常数为与银的晶格常数相差较大，减少了非目标沉淀的几率，提高了银的包覆效果。
其中，敏化液中包括有二氯化锡；二氯化锡与镍包球体的结合属于物理吸附。
活化液中包括有二氯化钯；二氯化锡与二氯化钯的结合属于化学反应，其主反应如下：
SnCl2+PdCl2→Pd+SnCl4
少量的副反应如下：
SnCl2+PdCl2→PdSnCl4
PdSnCl4+6PdCl2→SnPd7Cl16
SnPd7Cl16→Pd6Cl12+SnCl2+PdCl2
还原剂中包括有转化糖浆，该转化糖浆由蔗糖与稀酸反应制得。稀酸的作用是使蔗糖分解为葡萄糖和果糖，而蔗糖和果糖本身都不具有还原能力，只有葡萄糖具有还原性。这种转化糖浆相比于一般的糖类还原剂，更加温和。而如果直接添加葡萄糖，则由于反应过快最终将产生银镜，无法获得银包镍包球粉体。稀酸可以是无机强酸、有机强酸，也可以是无机弱酸和有机弱酸，因此，稀酸的种类无需限定。稀酸的具体浓度也无需严格限定，本案所指的稀酸一般是指质量分数为1-20wt％的酸。
其中，敏化液优选是含50-500g/L二氯化锡的pH为2.0的甘氨酸盐酸缓冲液。
其中，活化液优选是含0.1-2g/L二氯化钯的pH为2.0的甘氨酸盐酸缓冲液。
其中，与银氨溶液反应时，可优选在超声搅拌下进行。
其中，转化糖浆优选由蔗糖与10wt％硫酸反应制得。
其中，银氨溶液中，硝酸银的含量优选控制在0.5-1g/mL，以获得一个较优的反应速度。
实施例1
(1)0.75g镍包球体加入乙醇清洗，去离子水洗涤3次，去掉残余的乙醇；
(2)将清洗后的粉末加入敏化液，敏化1h，完成后用去离子水洗3次，去掉残余Sn2+；敏化液是含50-500g/L二氯化锡的甘氨酸盐酸缓冲液，pH＝2.0；
(3)将清洗后的粉末加入活化液活化30min，完成后去离子水洗3次，去掉残余的Pd2+；活化液是含0.1-2g/L二氯化钯的甘氨酸盐酸缓冲液，pH＝2.0；
(4)7.5g蔗糖与1ml 10wt％硫酸配成7.5％转化糖浆，使用时可稀释十倍；0.166g碘化钾溶于100ml水，使用时可每100ml稀释后的转化糖浆取0.3ml。
(5)取上步液体加入碘化钾后加入到经活化敏化后的镍包高分子球中，超声搅拌。
(6)配制银氨溶液。取1.5g AgNO3溶于少量水中，1.5gKOH溶于少量水。两者混合后加入氨水至沉淀恰好消失，稀释至200ml；
(7)在超声加搅拌的环境下，缓慢滴入银氨溶液。
(8)滴加完毕后，继续搅拌半小时。
(9)用离心的方式清洗粉末，先水洗后乙醇洗，真空干燥箱低温烘干，得银-镍包球多体系粉体。
采用本案方法制得的壳核结构的银-镍包球多体系粉体，如图1所示，银层均匀、分散性好，无团聚现象产生。壳核结构的银-镍包球多体系粉体可以用于导电浆料、屏蔽用浆料等。图2和图3分别是原料对比图和制备失败的银-镍包球多体系粉体对比图。图4是经分散后的多体系粉体在电磁屏蔽方面的实验对比图。纯银的屏蔽系数为50dB，银-镍包球多体系粉体为30dB。
经电阻率测定，在同等条件下纯银电阻率为0.0004Ω·cm，本产品的电阻率为0.0022Ω·cm。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种银-镍包球多体系粉体的制备方法，其特征在于，包括：
将镍包球加入到敏化液中进行敏化；
将敏化后的镍包球加入到活化液中进行活化；
将经敏化和活化后的镍包球与含碘化钾的还原剂混合；
通过与银氨溶液反应制得银-镍包球多体系粉体；
其中，所述敏化液中包括有二氯化锡；
所述活化液中包括有二氯化钯；
所述还原剂中包括有转化糖浆，该转化糖浆由蔗糖与稀酸水解制得。
2.如权利要求1所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其特征在于，所述敏化液是含50-500g/L二氯化锡的pH为2.0的甘氨酸盐酸缓冲液。
3.如权利要求1所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其特征在于，所述活化液是含0.1-2g/L二氯化钯的pH为2.0的甘氨酸盐酸缓冲液。
4.如权利要求1所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其特征在于，所述稀酸的质量分数为1-20wt％。
5.如权利要求1所述的银-镍包球多体系粉体的制备方法，其特征在于，所述银氨溶液中，硝酸银的含量控制在0.5-1g/mL。
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