CN108097949A - 一种镀锡镍粉的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明申请公开了一种镀锡镍粉的生产方法，它包括以下步骤：1)将镍粉加入含有表面清洗剂的有机酸溶液中进行清洗，滤除溶剂清洗后待用；2)将络合剂、分散剂、锡盐溶于水和酒精的混合液，得到锡盐溶液；3)将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散，混合均匀，得到反应原液；4)将还原剂溶液加入反应原液中进行反应；5)待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，然后热处理，得到镀锡镍粉。该生产方法得到镀锡镍粉在镍粉表面均匀包覆有锡层，经过热处理后形成的Ni3Sn4合金与镍基体紧密接触锡层结构致密，镍基镀锡复合材料导电性能、力学性能优异。

Description

一种镀锡镍粉的生产方法
技术领域
本发明涉及金属粉末材料领域，具体涉及一种镀锡镍粉的生产方法。
背景技术
随着科学技术进步，金属材料在光、电、磁、热力学和化学反应等方面都有了新的功能性要求，许多传统的金属粉末材料(如铁粉、镍粉、锌粉、银粉、铜粉)单独或者复配使用很难满足日新月异的技术要求。金属材料的纳米化则使其具有独特的性质，如表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子效应等，从而具有不同于普通金属材料的光、电、磁、热力学和化学反应等方面的特殊性能。然而纳米金属粉末材料具有很大的比表面积，表面活性高、极易发生团聚，分散性很差，严重影响其应用。而利用物理、化学及其它方法对纳米金属粉末进行表面包覆和修饰，得到的金属包覆粉末材料，通过改变纳米金属粉末表面的成分、结构和状态，不仅可以提高纳米金属粉末的分散性、改善纳米金属粉末与其他物质之间的相容性，还能产生新的物理、化学、机械性能，并且降低生产成本。因此，纳米金属包覆材料作为一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景。
目前对镍粉包覆粉的研究很少，这是因为镍的稳定性好，表面有层致密的氧化膜，同时做包覆粉时副反应多，包覆粉易出现包覆离子迁移，包覆离子优先合成为单质，造成粉体结构杂乱，产品不纯，导致产品化学性能、力学性能、导电性能下降，甚至不及铜粉。
CN106180696A公开了一种基于Ni@Sn核-壳结构的高温钎料的制备方法，采用(20-40mL浓H2S04和30～50g KCl)/L的水溶液作镍粉的活化液，在60℃以上的温度活化消除镍粉表面钝化膜，活化后的镍粉表面通过三氯化钛还原氯化亚锡的方法镀锡，得到的双金属粉用于焊接领域。由于上述研究基于焊接领域的研究，对产品纯度限制要求不高，所以掺杂钛离子、活化后存在的大量镍离子、钾离子及硫酸根离子这些对产品应用影响不大，但对于导电材料则不然，这些杂质使粉体表面粗糙多孔，包覆效率低，降低金属包覆粉的导电性能和力学性能，缩短使用寿命。
由于金属包覆粉末的制备方法与金属材料的热力学、动力学性质、应用背景密切相关，因此金属包覆粉末的制备方法缺乏通用性，须根据不同的金属材料和应用领域进行对应的研究。目前缺乏结构致密牢固、包覆效率高的镍粉包覆粉的生产方法。更具体的说，目前缺乏结构致密牢固、包覆效率高的镀锡镍粉的生产方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构致密牢固、包覆效率高、反应容易控制、重复性好的镀锡镍粉的生产方法。
本发明对上述技术问题的技术解决方案如下：一种镀锡镍粉的生产方法，它包括以下步骤：
1)镍粉清洗：将镍粉加入含有表面清洗剂的有机酸溶液中进行清洗，滤除溶剂清洗后待用；
2)锡盐溶液的配制：将络合剂、分散剂、锡盐溶于水和酒精的混合液，得到锡盐溶液；
3)反应原液的配制：将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将还原剂溶液加入反应原液中进行反应，反应温度为10～70℃；
5)反应后处理；待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，然后热处理，得到镀锡镍粉。
本发明镀锡镍粉的生产方法与现有技术相比，具有以下突出的实质性特点和显著的进步：
采用镍粉、表面清洗剂、络合剂、分散剂、锡盐、还原剂，依次经过镍粉清洗、配制锡盐溶液、配制反应原液、粉体包覆和反应后处理5个步骤，各组分、各步骤发挥协同作用，在镍粉表面均匀的包覆了致密的锡层，得到重复性好的球形镀锡镍粉。具体表现为：1)镍粉清洗步骤，采用了添加表面清洗剂的有机酸溶液，将镍粉表面的钝化膜去除干净，同时活化了镍粉表面，省却了常规锡铜包覆粉制备过程中的盐酸清洗后的活化、敏化阶段，简化工艺，操作方便；清洗后滤除溶剂即携水除去镍离子、有机酸根离子，包覆时免受各离子的干扰；2)配制锡盐溶液，锡盐、络合剂在溶液中均匀分散，有利于步骤4)锡缓慢且均匀地包覆在镍粉表面；3)配制反应原液，将前2步清洗好的镍粉和配置好的锡盐溶液超声分散，使镍粉和锡盐均匀分布；4)经过前4步镍粉清洗、配制锡盐溶液、配制反应原液和粉体包覆，得到的镍粉表面的锡层厚度均匀分布；5)反应溶剂主要是水，反应产物是金属包覆粉，这样很容易通过过滤将镀锡镍粉与溶剂分离，也方便将溶液中残余的离子洗去，酒精快速挥发，水分快速干燥，最后的热处理有效加固基体镍粉和包覆锡层的结合，锡层与镍基体紧密接触，得到的锡层结构致密，致密均匀牢固的结构决定了镀锡镍粉以及镀锡镍粉制成的镍基镀锡复合材料的力学性能、导电性能好。综上，本发明镀锡镍粉的生产方法操作工艺简单、反应容易控制、成本低廉、重复性好。
优选地，所述有机酸为酒石酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种。上述有机酸溶液，能够去除镍粉表面的氧化膜、灰尘和其他杂质，同时易清洗，不会引入其他无机离子进入。镍离子溶解到有机酸溶液中，灰尘和其他杂质漂浮在表面或沉淀到底部，保证镍粉表面干净。
优选地，所述表面清洗剂为OP-10，净洗剂-6503、脂肪醇聚氧乙烯醚中一种或多种。添加上述几种表面清洗剂的有机酸溶液，很容易将镍粉表面的钝化膜去除干净，同时活化了镍粉表面，清洗后不需要再对镍粉进行活化、敏化，简化工艺，操作方便。
优选地，所述有机酸溶液中有机酸的质量浓度为5～15％，所述有机酸溶液中表面清洗剂的质量浓度为0.1～5％。上述浓度的有机酸溶液，更快速地去除镍粉表面的氧化膜、灰尘和其他杂质，更快速地活化镍粉表面。
优选地，所述络合剂为酚磺酸、磺基水杨酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺、氨水、三乙烯四胺、焦磷酸钾中的一种或多种。添加上述几种络合剂，有利于络合剂与锡盐离子(二价锡离子)络合，形成的锡的络合物能够缓慢而均匀释放锡离子而使锡层均匀的包覆于镍粉表面。
优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸、十六烷基苯磺酸钠中的一种或多种。采用上述分散剂，能更好地将溶液中各组分的颗粒物均匀分散，不会造成大颗粒的团聚，也不会造成溶液颗粒的悬浮或沉淀。
优选地，所述锡盐为硫酸亚锡、锡酸钠、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、烷基磺酸锡盐、烷醇基磺酸锡盐中的一种或多种。进一步优选地，所述烷基磺酸锡盐为甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、丙烷磺酸锡或2-丙烷磺酸锡；所述烷醇基磺酸锡盐为羟基甲烷磺酸锡、2-羟基乙基-1-磺酸锡或2-羟基丁基-1-磺酸锡盐。更加优选地，所述锡盐为硫酸亚锡。由于二价锡离子易水解，水解后生成的氢氧化亚锡易氧化为难溶于水的氢氧化锡，这种情况粉体包覆还原时发生的副反应多，产物不纯。而采用上述锡盐，与络合剂、分散剂一起溶于水和酒精的混合液，则避免了二价锡离子的水解，粉体包覆还原时副反应少，产物纯。最为优选地是采用硫酸亚锡，在一定反应条件下不易水解，易还原，且成本低、操作温度低(10～30℃)，工艺简单。
优选地，所述锡盐溶液中锡盐的浓度为0.1～2.0mol/L；所述锡盐溶液中络合剂的质量浓度为1～10％；所述锡盐溶液中分散剂的质量浓度为1～5％；所述锡盐溶液中水和酒精的体积比为(5～20)：1。采用上述浓度和溶剂配制成的锡盐溶液，能够均匀的分散于溶液中，在反应过程中能完整均匀地将镍粉表面包覆上合适厚度的锡层，锡层不会出现厚薄不一的情况，不会有空隙、凹槽或凸起。
优选地，所述还原剂为葡萄糖，抗坏血酸、次亚磷酸钠、酒石酸钾钠、三氯化钛、硼氢化钾、甘油、水合肼、甲醛中的一种或多种。由于锡的析氢电位高，自催化活性低，用一般还原剂还原锡盐有难度，常采用强还原剂如NaBH4；而镍的活动性优于锡，镍可以将二价锡离子还原为锡，同时生成镍离子流失到溶液里。所以在镍粉表面包覆锡时，要控制还原反应，添加合适比例的还原剂用量，减少镍粉的损失。采用上述还原剂，经过上述生产方法，配合其他组分，可以很好地将二价锡离子还原为锡原子，阻止镍粉与二价锡离子的反应，然后锡层均匀的包覆于镍粉表面，形成类球形的镀锡镍粉，同时不会造成镍的损失，即本发明的各步骤、各组分发挥协同作用。
优选地，所述步骤4)将还原剂溶液以0.1～10ml/min的速率滴入反应原液中。控制滴加速率，就是在控制反应的速率，采用上述滴加速率，可保证还原剂溶液均匀滴加于反应原液中，还原剂与锡盐均匀的反应，锡层均匀缓慢的包覆于铜粉表面。
优选地，所述步骤4)反应的温度为10～70℃。经过大量实验探索，得出采用上述温度对锡盐的还原反应更加快速完全，且还原的锡可以包覆在镍粉表面，而不会脱离镍粉、散落到溶液。
优选地，所述反应原液中镍粉的浓度为0.1～2.0mol/L。
优选地，所述热处理的处理温度为80～250℃，所述热处理在氮气或氢气的保护气氛中进行。进一步优选地，所述热处理在氮气或氢气的保护气氛的带分散装置的热处理炉中进行。反应后对粉体的热处理采用在气相状态下进行，而不是在水溶液或油浴中进行，这样粉体无需接触溶剂，避免了在溶液中粉体表面有残留官能团，防止了粉体之间黏连的情况发生，保持镀锡镍粉的颗粒分布均匀，热处理结束后无需分离，直接收集产品即可。温度在80～250℃，彻底清除粉体内部和粉体表面的残余溶剂，紧固粉体的结构。经过热处理，有效加固基体镍粉和包覆锡层的结合，锡层与镍基体紧密接触，得到的锡层结构致密。
优选地，所述步骤5)洗涤先用水洗涤，再用乙醇或丙酮洗涤。其中，用水洗涤的标准为电导率为3以下，常温下pH值为6～8；用乙醇和丙酮洗涤的标准为常温下pH值为6～8。首先用水清洗，去除溶液中的离子和镀锡镍粉表面的杂质；然后用乙醇或丙酮洗涤，将水洗去，粉体表面的溶剂快速挥发，容易烘干。
一种镀锡镍粉，它由上述生产方法制备而成，所述镀锡镍粉中镍的重量比为40～95％，所述镀锡镍粉的颗粒直径为0.05～5μm。镍粉表面的锡层结构致密、厚度均匀、包覆效率高，镀锡镍粉复合材料导电性能、力学性能优异，生产成本低廉。
本发明的有益效果是：
1)镍粉表面的锡层厚度均匀分布，经过热处理后形成的Ni3Sn4合金与镍基体紧密接触锡层结构致密，与镍基体紧密接触，包覆效率高，镍基镀锡复合材料导电性能、力学性能优异；
2)镍粉清洗环节，在添加表面活性剂的有机酸溶液中进行，省却了常规锡镍包覆粉制备过程中的活化、敏化阶段，简化工艺，操作方便；
3)所用试剂环保无毒，包覆反应容易控制、重复性好，所得镀锡镍粉体抗氧化能力、力学性能、导电性能相比同类镍粉、锡粉和锡包镍粉得到明显提升；
4)将镍粉经过添加表面清洗剂的有机酸溶液清洗，镍粉表面干净无杂质且被活化；络合剂与二价锡离子发生络合分散在锡盐溶液中，降低二价锡离子水解以及锡盐的不稳定性，避免被镍粉还原；然后用合适的还原剂将锡盐还原，在镍粉表面形成镀锡层，不会出现镍离子迁移的问题，也就不会有镍离子出入锡层，得到的镀锡层致密；
5)本发明提供的制备锡铜包覆粉的方法，工序简单、方便操作、产率高、重复性好，适合工业大规模生产。
附图说明
图1为本发明制备的镀锡镍粉的TEM图。
图2为对比例一Ni@Sn核壳结构的高温钎料的截断面SEM图。
图3为本发明制备的镀锡镍粉的TGA图。
图4为现有技术镍粉的TGA图。
图5为本发明制备的镀锡镍粉制备的浆料烧结后SEM图。
图6为对比例一制备的镀锡镍粉制备的浆料烧结后SEM图。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施
本发明中涉及多种化合物，包括酒石酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、OP-10，净洗剂-6503、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺、氨水、三乙烯四胺、焦磷酸钾、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸、十六烷基苯磺酸钠、硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、丙烷磺酸锡、2-丙烷磺酸锡、羟基甲烷磺酸锡、2-羟基乙基-1-磺酸锡、2-羟基丁基-1-磺酸锡盐、葡萄糖、抗坏血酸、次亚磷酸钠、酒石酸钾钠、三氯化钛、硼氢化钾、甘油、水合肼、甲醛，这些原料均可通过市售采购得到，镍粉也可采用本申请人公司自产的作原料。表面清洗剂、络合剂、分散剂、还原剂，这些名称是根据功能概括的上位概念。有机酸、锡盐、烷基磺酸锡盐、烷醇基磺酸锡盐，这些名称是根据分子中共有的结构概括的上位概念。上述化合物均为化学领域的现有材料。
本发明镀锡镍粉的生产方法中出现多个参数，如浓度、质量浓度、温度，单位(如mol/L、％、℃)统一在上限后标注，例如5～15％、0.1～5％、0.1～2.0mol/L、10～70℃、80～250℃。当然，还可以采用上限值和下限值后均标注单位，如5％～15％、0.1％～5％、0.1mol/L～2.0mol/L、10℃～70℃、80℃～250℃。这两种参数范围的表达方式均可，在实施例中对上限、下限两个端点值和中间取值，数值后都会带单位。水和酒精的体积比(5～20)：1也可表示为5:1～20:1。
本发明生产方法中锡盐溶液的配制，在权利要求1中将络合剂、分散剂、锡盐溶于水和酒精的混合液，这是概括的上位方法；在实施例中是先分别配制a、b、c溶液，然后混合，这是为了方便配制和记录；也可以先在去离子水溶解络合剂和锡盐，在酒精溶解分散剂，然后两者混合。符合本发明限定溶剂、溶质和浓度的锡盐溶液都在本发明要求的保护范围之内。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
实施例一
一种镀锡镍粉的生产方法，包括以下步骤：
1)镍粉清洗：称取300ml水、24g柠檬酸、1.5g的OP-10，配置8％的柠檬酸溶液；取镍粉10.5克，加入柠檬酸溶液中，40℃在超声波分散机中机械搅拌30min后关闭超声波继续搅拌10min，然后用去离子水清洗至上清液的pH为7(常温)，滤除水待用；
2)锡盐溶液的配制：称取15.6g硫酸亚锡溶于156ml去离子水中，得到溶液a；称取25g乙二胺四乙酸二钠后溶于3L去离子水中，得到溶液b；再称取7.5g聚乙烯吡咯烷酮用400ml的酒精充分溶解，得到溶液c；将溶液a、b、c混合均匀，得到锡盐原液；
3)反应原液的配制：然后将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散15min，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将7.8g葡萄糖和780ml去离子水充分搅拌均匀，得到还原剂溶液；然后将还原剂溶液滴入5L的反应原液中，控制滴速为5ml/min，反应温度30℃，滴加结束后继续反应15min；
5)反应后处理；待反应完成后，将粉体用去离子水反复洗至上清液为无色，再用酒精洗两遍；设置鼓风干燥箱温度70℃，对滤出的锡包镍粉烘干；然后放入马弗炉中，在氮气气氛保护下，80℃保温60min，得到镀锡镍粉。
实施例二
一种镀锡镍粉的生产方法，包括以下步骤：
1)镍粉清洗：称取300ml水、24g酒石酸、1.5g的净洗剂-6503配置8％的酒石酸溶液；取镍粉10.5克，加入8％的酒石酸溶液中，40℃在超声波分散机中机械搅拌30min后关闭超声波继续搅拌10min，然后用去离子水清洗至上清液的pH为7(常温)，滤除水待用；
2)锡盐溶液的配制：称取15.6g硫酸亚锡溶于156ml去离子水中，得到溶液a；称取25g磺基水杨酸溶于3L去离子水中，得到溶液b；再称取7.5g聚乙烯吡咯烷酮用400ml的酒精充分溶解，得到溶液c；将溶液a、b、c混合均匀，得到锡盐原液；
3)反应原液的配制：然后将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散15min，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将7.8g酒石酸钾钠和780ml去离子水充分搅拌均匀，得到还原剂溶液；然后将还原剂溶液滴入5L的反应原液中，控制滴速为5ml/min，反应温度30℃，滴加结束后继续反应15min；
5)反应后处理；待反应完成后，将粉体用去离子水反复洗至上清液为无色，再用酒精洗两遍；设置鼓风干燥箱温度70℃，对滤出的锡包镍粉烘干；然后放入马弗炉中，在氢气气氛保护下，250℃保温35min，得到镀锡镍粉。
实施例三
一种镀锡镍粉的生产方法，包括以下步骤：
1)镍粉清洗：称取300ml水、24g苹果酸、1.5g脂肪醇聚氧乙烯醚配置8％的苹果酸溶液；取镍粉10.5克，加入8％的苹果酸溶液中，40℃在超声波分散机中机械搅拌30min后关闭超声波继续搅拌10min，然后用去离子水清洗至上清液的pH为7(常温)，滤除水待用；
2)锡盐溶液的配制：称取15.6g硫酸亚锡溶于156ml去离子水中，得到溶液a；称取25g乙二胺溶于3L去离子水中，得到溶液b；再称取7.5g聚乙烯吡咯烷酮溶于400ml酒精，得到溶液c；将溶液a、b、c混合均匀，得到锡盐原液；
3)反应原液的配制：然后将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散15min，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将7.8g抗坏血酸和780ml去离子水充分搅拌均匀，得到还原剂溶液；然后将还原剂溶液滴入5L的反应原液中，控制滴速为5ml/min，反应温度30℃，滴加结束后继续反应15min；
5)反应后处理；待反应完成后，将粉体用去离子水反复洗至上清液为无色，再用酒精洗两遍；设置鼓风干燥箱温度70℃，对滤出的锡包镍粉烘干；然后放入马弗炉中，在氮气气氛保护下，200℃保温45min，得到镀锡镍粉。
实施例四
一种镀锡镍粉的生产方法，包括以下步骤：
1)镍粉清洗：称取300ml水、24g甲酸、1.5g脂肪醇聚氧乙烯醚配置8％的甲酸溶液；取镍粉10.5克，加入8％的甲酸溶液中，40℃在超声波分散机中机械搅拌30min后关闭超声波继续搅拌10min，然后用去离子水清洗至上清液的pH为7(常温)，滤除水待用；
2)锡盐溶液的配制：称取15.6g硫酸亚锡溶于156ml去离子水中，得到溶液a；称取25g磺基水杨酸溶于3L去离子水中，得到溶液b；再称取7.5g聚乙烯吡咯烷酮溶于400ml酒精，得到溶液c；将溶液a、b、c混合均匀，得到锡盐原液；
3)反应原液的配制：然后将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散15min，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将7.8g抗坏血酸和780ml去离子水充分搅拌均匀，得到还原剂溶液；然后将还原剂溶液滴入5L的反应原液中，控制滴速为5ml/min，反应温度30℃，滴加结束后继续反应15min；
5)反应后处理；待反应完成后，将粉体用去离子水反复洗至上清液为无色，再用酒精洗两遍；设置鼓风干燥箱温度70℃，对滤出的锡包镍粉烘干；然后放入马弗炉中，在氮气气氛保护下，200℃保温45min，得到镀锡镍粉。
实施例五
一种镀锡镍粉的生产方法，包括以下步骤：
1)镍粉清洗：称取300ml水、24g乙酸、1.5g脂肪醇聚氧乙烯醚配置8％的乙酸溶液；取镍粉10.5克，加入8％的乙酸溶液中，40℃在超声波分散机中机械搅拌30min后关闭超声波继续搅拌10min，然后用去离子水清洗至上清液的pH为7(常温)，滤除水待用；
2)锡盐溶液的配制：称取15.6g硫酸亚锡溶于156ml去离子水中，得到溶液a；称取25g酚磺酸溶于3L去离子水中，得到溶液b；再称取7.5g聚乙烯吡咯烷酮溶于400ml酒精，得到溶液c；将溶液a、b、c混合均匀，得到锡盐原液；
3)反应原液的配制：然后将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散15min，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将7.8g抗坏血酸和780ml去离子水充分搅拌均匀，得到还原剂溶液；然后将还原剂溶液滴入5L的反应原液中，控制滴速为5ml/min，反应温度30℃，滴加结束后继续反应15min；
5)反应后处理；待反应完成后，将粉体用去离子水反复洗至上清液为无色，再用酒精洗两遍；设置鼓风干燥箱温度70℃，对滤出的锡包镍粉烘干；然后放入马弗炉中，在氮气气氛保护下，200℃保温45min，得到镀锡镍粉。
对比例一
参照CN 106180696A，一种基于Ni@Sn核壳结构的高温钎料的制备方法，包括以下步骤：
1)称量乙二胺四乙酸钠6.8g，氮川三乙酸7.6g，柠檬酸钠20g分别溶于20ml去离子水中并施加搅拌，搅拌至溶液澄清后，将三种溶液混合均匀，得到溶液A；
2)称取3.6g氯化亚锡溶于2ml浓盐酸中，并加入30mL去离子水，充分混合并溶解后作为溶液B；
3)称取粒径为30μm的镍粉2g，置于活化溶液((3mL浓硫酸：3.7g KCl)/L的水溶液)中，于60℃水浴中加热搅拌约50min至溶液呈淡蓝色，并施加超声，最后用去离子水清洗镍粉3遍待用；
4)将B倒入处于搅拌中的溶液A中充分搅拌均匀后得到C溶液；
5)将3)中酸洗并表面处理好的镍粉倒入C溶液中，加入5mL质量浓度为15～20％的三氯化钛溶液充分混合后，用质量浓度为20％无水碳酸纳溶液调整镀液pH为9后，将溶液置于80℃的水浴中加热同时施加约400prm速率的搅拌，并每间隔30min进行超声分散，反应进行2h；
6)过滤镀液并清洗金属粉，得到表面镀附有厚锡层的粒径约为30μm的Ni@Sn双金属核壳结构。
产品测试
一、透射电镜测试
图1TEM(透射电镜表征)可以看出，本发明镀锡镍粉是粒径在1～5μm的球形颗粒，中间的黑球为镍核，镍核外缘有一层浅色的圈环，该圈环为锡层。图中可以看出镍核外围的锡层包覆均匀，厚度一致，说明镀锡镍粉结构致密；锡层与镍基体紧密接触，说明镍基镀锡复合材料综合性能好。
图2为对比例一截断面的扫描电镜图，外层锡层呈现断断续续、黏连、不均匀的结构，与图1对比，图2中镀锡镍粉的空隙多，镀锡层分布断断续续、不均匀、裂缝孔洞多，在镍粉表面厚薄不一，镍粉与镀锡层没有致密结合，镍粉很容易继续氧化，降低产品可焊性、导电能力，力学性能差，影响镍基镀锡复合材料综合性能。对比例一仅适用于高温钎料领域，无法应用于电子材料领域。
综上，本发明镀锡镍粉的结构相比现有的镀锡镍粉有显著的进步，具备创造性。
二、抗氧化性测试
图3和图4TGA曲线(抗氧化性表征)可以看出，镍粉的起始氧化温度在210℃，氧化增重率(图中％表示氧化增重率)在28.24％，而镀锡镍粉的起始氧化温度在320℃，氧化增重率在18.94％，即镀锡镍粉的起始氧化温度高出镍粉110℃，氧化增重率少9.3％，证明所制备的镀锡镍粉有优异的抗氧化性。
三、力学性能测试
采用实施例及对比例的粉体参照导电浆料的制备工艺进行浆料制备，经烘干、丝网印刷、烧结后，利用CTM8000万能拉力机进行附着力测试，测试实施例、对比例产品的拉力值，结果见表1：
表1：力学性能测试
由表1可以看出，本发明镀锡镍粉的拉力值相比同类镍粉、现有的镀锡镍粉都有变大，说明采用本发明制备的镀锡镍粉与浆料体系以及基板的附着力大，锡层更好的发挥其的可焊接性，本发明镀锡镍粉的力学性能相比同类镀锡镍粉得到明显提升。
四、可焊性测试
采用实施例以及对比例的镀锡镍粉制备导电浆料，按照浆料体系的工艺制成样品后观察其表面焊接性。经观察：依照实施例所制备的镀锡镍粉烧结后表面致密，粉体颗粒间有良好的接触，如图5；而采用对比例粉体制备的浆料产品表面疏松，粉体颗粒间不是有效连接，如图6，此现象将会进一步影响其附着力及导电性能等综合性能。

Claims (10)

1.一种镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1)镍粉清洗：将镍粉加入含有表面清洗剂的有机酸溶液中进行清洗，滤除溶剂清洗后待用；
2)锡盐溶液的配制：将络合剂、分散剂、锡盐溶于水和酒精的混合液，得到锡盐溶液；
3)反应原液的配制：将清洗后的镍粉加入锡盐溶液，超声分散，混合均匀，得到反应原液；
4)粉体包覆：将还原剂溶液加入反应原液中进行反应，反应温度为10～70℃；
5)反应后处理；待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，然后热处理，得到镀锡镍粉。
2.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述有机酸为酒石酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述表面清洗剂为OP-10，净洗剂-6503、脂肪醇聚氧乙烯醚中一种或多种。
4.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述络合剂为酚磺酸、磺基水杨酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺、氨水、三乙烯四胺、焦磷酸钾中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸、十六烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述锡盐为硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、烷基磺酸锡盐、烷醇基磺酸锡盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述锡盐溶液中锡盐的浓度为0.1～2.0mol/L；所述锡盐溶液中络合剂的质量浓度为1～10％；所述锡盐溶液中分散剂的质量浓度为1～5％；所述锡盐溶液中水和酒精的体积比为(5～20)：1。
8.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述还原剂溶液为还原剂的水溶液，还原剂为葡萄糖、抗坏血酸、次亚磷酸钠、酒石酸钾钠、三氯化钛、硼氢化钾、甘油、水合肼、甲醛中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的镀锡镍粉的生产方法，其特征在于，所述热处理的处理温度为80～250℃，所述热处理在氮气或氢气的保护气氛中进行。
10.一种镀锡镍粉，其特征在于，它由权利要求1～9中任一种方法制备而成，所述镀锡镍粉中镍的重量比为40～95％，所述镀锡镍粉的颗粒直径为0.05～5μm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111627698A (zh) * 2020-06-08 2020-09-04 江苏国瓷泓源光电科技有限公司 一种mlcc用镍内电极浆料
CN113122888A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 江西富鸿金属有限公司 一种5g信号传输的连接信号的镀锡合金线
CN114871629A (zh) * 2022-06-21 2022-08-09 浙江亚通焊材有限公司 一种含镍球的焊锡丝及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1416986A (zh) * 2002-12-13 2003-05-14 西安理工大学 耐高温抗氧化贱金属粉组合物及其生产方法
WO2008081637A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-10 Japan Pure Chemical Co., Ltd. 還元型無電解スズめっき液及びそれを用いて得られたスズ皮膜
CN102352496A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 浙江工业大学 锡铜合金材料及碳包覆的锡铜合金材料的制备方法
CN105598467A (zh) * 2016-01-20 2016-05-25 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种具有核壳结构的耐高温银包镍包铜导电粉体及其制备方法
CN105880633A (zh) * 2016-06-29 2016-08-24 南京宜洛辞电子科技有限公司 银-镍包球多体系粉体的制备方法
CN106180696A (zh) * 2016-08-10 2016-12-07 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于Ni@Sn核‑壳结构的高温钎料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1416986A (zh) * 2002-12-13 2003-05-14 西安理工大学 耐高温抗氧化贱金属粉组合物及其生产方法
WO2008081637A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-10 Japan Pure Chemical Co., Ltd. 還元型無電解スズめっき液及びそれを用いて得られたスズ皮膜
CN102352496A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 浙江工业大学 锡铜合金材料及碳包覆的锡铜合金材料的制备方法
CN105598467A (zh) * 2016-01-20 2016-05-25 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种具有核壳结构的耐高温银包镍包铜导电粉体及其制备方法
CN105880633A (zh) * 2016-06-29 2016-08-24 南京宜洛辞电子科技有限公司 银-镍包球多体系粉体的制备方法
CN106180696A (zh) * 2016-08-10 2016-12-07 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于Ni@Sn核‑壳结构的高温钎料的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111627698A (zh) * 2020-06-08 2020-09-04 江苏国瓷泓源光电科技有限公司 一种mlcc用镍内电极浆料
CN113122888A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 江西富鸿金属有限公司 一种5g信号传输的连接信号的镀锡合金线
CN114871629A (zh) * 2022-06-21 2022-08-09 浙江亚通焊材有限公司 一种含镍球的焊锡丝及其制备方法

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