CN112589113A - 一种微米级球形银粉及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微米级球形银粉及其制备方法和应用，包括如下步骤：S1、称取反应底液，将银源溶解在去离子水中配制含银离子溶液，将还原剂溶解到去离子水中得到还原剂溶液,所述银离子溶液中银离子浓度范围为0.1‑2mol/L；S2、配制pH调节液，并加入到反应底液、含银离子溶液和还原剂溶液中，调节各液体的pH值为1‑4；S3、将分散剂加入到还原剂溶液中搅拌均匀；S4、20‑50℃温度下，搅拌过程中将含银离子溶液和还原剂溶液同时加入到反应底液中，反应结束后对反应液固液分离、洗涤干燥制得微米级球形银粉。本发明将分散剂加入到还原剂中，反应过程中通过高分子的空间位阻作用，便于控制制备银粉的形貌和粒径，同时提升了制得银粉的均一性。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电金属粉体及其制备方法，具体为一种微米级球形银粉及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着电子科技的飞速发展，电子材料的研发也出现了前所未有的发展，导电浆料是电子材料中一个非常重要的分支,作为厚膜电路制备的一种主要原材料，导电浆料被广泛应用在各种高端电子元器件电极电路的制备中。其中导电银浆因其高导电导热性能、高化学稳定性与独特的低温烧结特性，被用作重要的导电连接、电子封装以及其他各种电子元器件的基本和关键功能材料。
银粉作为导电银浆的主要组成成分，在银浆中主要起功能相的作用。银粉的形貌、分散性、粒径大小等参数直接关系着导电浆料的力学、电学及印刷性能，从而影响到电子元器件的导电性，银粉质量的好坏决定了导电浆料能否满足电子产品性能的需求。因此如何制备出形貌规则、分散均匀、粒径分布范围窄的高品质银粉是提高导电浆料性能的关键因素之一。
目前生产导电浆料用银粉最主要的方法为化学还原法，利用还原剂把金属从其盐或配合物的水溶液中以粉末的形式沉积出来，但国内现有的制备工艺仍存在操作工艺复杂，制备的银粉形貌、粒径和分散性不能同时满足后续产品需要等问题，大部分高精密度的电子产品中所需导电浆料中银粉仍主要依赖国外进口。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种微米级球形银粉的制备方法和应用，采用液相还原法制备银粉，工艺简单，得到的球形银粉粒径分布窄，振实密度高，分散性好，可以作为功能相制备印刷方阻小的导电浆料。
本发明的一种微米级球形银粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取反应底液，将银源溶解在去离子水中配制含银离子溶液，将还原剂溶解到去离子水中得到还原剂溶液,所述银离子溶液中银离子浓度范围为0.1-2mol/L；
S2、配制pH调节液，并加入到反应底液、含银离子溶液和还原剂溶液中，调节各液体的pH值为1-4；
S3、将分散剂加入到还原剂溶液中搅拌均匀；
S4、20-50℃温度下，搅拌过程中将含银离子溶液和还原剂溶液同时加入到反应底液中，反应结束后对反应液固液分离、洗涤干燥制得微米级球形银粉。
具体地，所述反应底液、含银离子溶液、还原剂溶液的配比为0.5-5∶10∶10。
优选地，步骤S1中，所述银离子浓度范围为0.5-1mol/L。
进一步地，步骤S1中，所述银源为硝酸银、碳酸银、硫酸银中的一种或两种混合物。
更进一步地，步骤S1中，所述还原剂包括硼氢化钠、水合肼、甲醛、双氧水、葡萄糖和抗坏血酸中的一种，以水作为溶剂，加入所述还原剂的量相对于银离子是过量的，其加入量为1-2倍。
优选地，所述还原剂为抗坏血酸，其加入量为1.1-1.3倍。
进一步地，步骤S2中，所述pH调节液为酸性调节剂，所述酸性调节剂为硝酸、醋酸、甲酸、草酸中的一种或两种以上混合物。
优选地，步骤S2中pH值为1-2，所述酸性调节剂为硝酸，所用硝酸的质量分数为10％-30％。
具体地，pH调节的具体步骤为向配制好的含银离子溶液、还原剂溶液和反应底液中滴加稀硝酸调节pH值，使用pH计监测体系计量确定加入硝酸的量和调节终点。
更进一步地，步骤S3中所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸、聚乙二醇、聚乙烯醇和阿拉伯树胶中的任一种，所述分散剂含量为银源的1wt％-20wt％。
具体地，所述分散剂为粉末状。
优选地，所述分散剂为阿拉伯树胶，所述分散剂含量为银源的5wt％-10wt％。
进一步地，步骤S4中，搅拌条件下将含银离子溶液和还原剂溶液通过蠕动泵同时加入到底液中还原得到银颗粒，保持蠕动泵加样速率一致，同时加入到反应底液的时间为1-5min，反应温度控制在20-50℃。
更进一步地，搅拌方式为机械搅拌，速率为800-1200r/min。
优选地，加入时间为1-2min，反应温度控制在25-35℃。
具体地，反应结束后得到的银颗粒固液分离后，用去离子水和乙醇洗涤除去表面杂质，烘箱中干燥得到微米级球形银粉。
进一步具体地，固液分离方式为抽滤，先用去离子水清洗3-5次，再用乙醇清洗1次除去表面杂质，烘箱中干燥的温度为75-85℃烘干2-3h。
一种微米级球形银粉，根据所述方法制得，所述银粉的粒径分布为1.0-5.0μm，D50的分布范围为2.0-3.5μm，振实密度大于4g/cm3，比表面积小于1m2/g。
所述银粉制备得到的导电浆料，方阻范围为5-10mΩ/□，所述导电浆料包括银粉75-85％、玻璃粉3-7％、有机载体12-18％，混合均匀后过轧机制得。
优选地，所述导电浆料包括银粉80％、玻璃粉5％、有机载体15％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的方法将分散剂加入到还原剂中，反应过程中通过高分子的空间位阻作用，便于控制制备银粉的形貌和粒径，同时提升了制得银粉的均一性。
2、制备得到的银粉粒径分布窄，振实密度高，比表面积小，分散性好，可以满足用于制备更高精密电子元器件所需导电浆料中功能相银粉的需求。
3、本发明中使用的分散剂和还原剂毒性小、污染小、反应结束后易于除去，工艺流程简单，通过调节各液体的pH值以确定最终体系的pH值，更好确定生产条件，方便实验探究，将添加分散剂的含银离子溶液和还原剂溶液同时加入到不含其它物质的反应底液中混合，提升了搅拌的可操作性，搅拌更均匀反应更充分，对称加液的方式各个时刻体系硝酸银和还原剂浓度相近，最终产物粒子更均匀；因而适合大规模工业生产。
4、制备的银粉具有较好的微米级球形结构，可广泛应用于导电浆料、感光材料、电极材料、装饰材料、银合金焊料、复合材料、能源领域、银系列抗菌材料和银催化工业等领域；特别是进一步制成导电浆料，具有良好的导电性能，可以应用到电子功能材料领域。
附图说明
图1是实施例1中得到的微纳米银颗粒的扫描电镜图片；
图2是实施例2中得到的微纳米银颗粒的扫描电镜图片；
图3是对比例1中得到的微纳米银颗粒的扫描电镜图片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
称取10g硝酸银加入到100g去离子水中，搅拌使完全溶解；称取7.5g抗坏血酸加入到100g去离子水中，搅拌溶解，将0.5g阿拉伯树胶加入到抗坏血酸溶液中；取40g去离子水作为反应底液；分别往硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和反应底液中滴加10％的稀硝酸调节各溶液的pH值至2，即银离子溶液中银离子的浓度为0.6mol/L、分散剂含量为银源的5wt％；保持机械搅拌速率为1000r/min，使用蠕动泵将硝酸银溶液和抗坏血酸溶液同时加入到反应底液中，控制加样时间为1min，反应温度为30℃，继续搅拌20min后停止反应。
反应液静置待固液分层，将银颗粒与溶剂固液分离，用去离子水洗涤4次，再用乙醇洗涤1次，将银颗粒放置烘箱80℃干燥得到银粉。
将得到的银粉与玻璃粉和有机载体混合制备导电浆料，其中银粉含量为84％，玻璃粉含量为4％，有机载体含量为12％。通过三辊轧机混合均匀调节细度后得到导电浆料(银浆)，方阻为5.5mΩ/□。
实施例2
称取100g硝酸银加入到1000g去离子水中，搅拌使完全溶解；称取75g抗坏血酸加入到1000g去离子水中，搅拌溶解，将10g阿拉伯树胶加入到抗坏血酸溶液中；取400g去离子水作为反应底液；分别往硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和反应底液中滴加10％的稀硝酸调节各溶液的pH值至2，即银离子溶液中银离子的浓度为0.6mol/L、分散剂含量为银源的10wt％；保持机械搅拌速率为1000r/min，使用蠕动泵将硝酸银溶液和抗坏血酸溶液同时加入到反应底液中，控制加样时间为2min，反应温度为30℃，继续搅拌20min后停止反应。
反应液静置待固液分层，将银颗粒与溶剂固液分离，用去离子水洗涤4次，再用乙醇洗涤1次，将银颗粒放置烘箱80℃干燥得到银粉。
将得到的银粉与玻璃粉和有机载体混合制备导电浆料，其中银粉含量为80％，玻璃粉含量为5％，有机载体含量为15％。通过三辊轧机混合均匀调节细度后得到导电浆料(银浆)，方阻为8.5mΩ/□，在陶瓷片上丝网印刷得到导电图形，烧结后测试图形的电性能。
实施例3
称取10g硝酸银加入到100g去离子水中，搅拌使完全溶解；称取7.5g抗坏血酸加入到100g去离子水中，搅拌溶解，将0.3g柠檬酸加入到抗坏血酸溶液中；取40g去离子水作为反应底液；分别往硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和反应底液中滴加20％的稀硝酸调节各溶液的pH值至1，即银离子溶液中银离子的浓度为0.6mol/L、分散剂含量为银源的3wt％；保持机械搅拌速率为1000r/min，使用蠕动泵将硝酸银溶液和抗坏血酸溶液同时加入到反应底液中，控制加样时间为2min，反应温度为40℃，继续搅拌20min后停止反应。
反应液静置待固液分层，将银颗粒与溶剂固液分离，用去离子水洗涤4次，再用乙醇洗涤1次，将银颗粒放置烘箱80℃干燥得到银粉。
将得到的银粉与玻璃粉和有机载体混合制备导电浆料，其中银粉含量为78％，玻璃粉含量为6％，有机载体含量为16％。通过三辊轧机混合均匀调节细度后得到导电浆料(银浆)，方阻为8.3mΩ/□。
实施例4
称取10g碳酸银加入到100g去离子水中；称取8.5g葡萄糖加入到100g去离子水中，搅拌溶解，将1.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到葡萄糖溶液中；取40g去离子水作为反应底液；分别往含银离子溶液、葡萄糖溶液和反应底液中滴加15％的稀硝酸调节各溶液的pH值至3，即银离子溶液中银离子的浓度为0.36mol/L、分散剂含量为银源的15wt％；保持机械搅拌速率为1100r/min，使用蠕动泵将含银离子溶液和葡萄糖溶液同时加入到反应底液中，控制加样时间为4min，反应温度为35℃，继续搅拌20min后停止反应。
反应液静置待固液分层，将银颗粒与溶剂固液分离，用去离子水洗涤4次，再用乙醇洗涤1次，将银颗粒放置烘箱80℃干燥得到银粉。
将得到的银粉与玻璃粉和有机载体混合制备导电浆料，其中银粉含量为80％，玻璃粉含量为5％，有机载体含量为15％。通过三辊轧机混合均匀调节细度后得到导电浆料(银浆)，方阻为8.7mΩ/□。
实施例5
称取25g硫酸银加入到100g去离子水中；取11.5ml 30％双氧水加入到100g去离子水中，搅拌溶解，将2.5g聚乙二醇加入到双氧水溶液中；取40g去离子水作为反应底液；分别往含银离子溶液、双氧水溶液和反应底液中滴加10％的稀硝酸调节各溶液的pH值至4，即银离子溶液中银离子的浓度为1.6mol/L、分散剂含量为银源的10wt％；保持机械搅拌速率为850r/min，使用蠕动泵将含银离子溶液和双氧水溶液同时加入到反应底液中，控制加样时间为2min，反应温度为40℃，继续搅拌30min后停止反应。
反应液静置待固液分层，将银颗粒与溶剂固液分离，用去离子水洗涤4次，再用乙醇洗涤1次，将银颗粒放置烘箱80℃干燥得到银粉。
将得到的银粉与玻璃粉和有机载体混合制备导电浆料，其中银粉含量为76％，玻璃粉含量为6％，有机载体含量为18％。通过三辊轧机混合均匀调节细度后得到导电浆料(银浆)，方阻为9.5mΩ/□。
实验对比说明
以下对比例为将分散剂加入到不同位置的方法制备得到的银粉，将对比例1制备得到的银粉形貌与实施例1-5制备的银粉进行对比。
对比例1
称取10g硝酸银加入到100g去离子水中，搅拌使完全溶解；称取7.5g抗坏血酸加入到100g去离子水中，搅拌溶解，将0.5g阿拉伯树胶加入到硝酸银溶液中；取40g去离子水作为反应底液；分别往硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和反应底液中滴加10％的稀硝酸调节各溶液的pH值至2；保持机械搅拌速率为1000r/min，使用蠕动泵将硝酸银溶液和抗坏血酸溶液同时加入到反应底液中，控制加样时间为1min，反应温度为30℃，继续搅拌20min后停止反应。
反应液静置待固液分层，将银颗粒与溶剂固液分离，用去离子水洗涤4次，再用乙醇洗涤1次，将银颗粒放置烘箱80℃干燥得到银粉。
表1
由上述结果可以得出，通过本发明的方法制备的银粉为微米级球形结构，且均一性好，适用于工业化大规模的稳定生产。
Claims (10)
1.一种微米级球形银粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、称取反应底液，将银源溶解在去离子水中配制含银离子溶液，将还原剂溶解到去离子水中得到还原剂溶液,所述银离子溶液中银离子浓度范围为0.1-2mol/L；
S2、配制pH调节液，并加入到反应底液、含银离子溶液和还原剂溶液中，调节各液体的pH值为1-4；
S3、将分散剂加入到还原剂溶液中搅拌均匀；
S4、20-50℃温度下，搅拌过程中将含银离子溶液和还原剂溶液同时加入到反应底液中，反应结束后对反应液固液分离、洗涤干燥制得微米级球形银粉。
2.根据权利要求1所述的微米级球形银粉的制备方法，其特征在于步骤S1中，所述银源为硝酸银、碳酸银、硫酸银中的一种或两种混合物。
3.根据权利要求1或2所述的微米级球形银粉的制备方法，其特征在于步骤S1中，所述还原剂包括硼氢化钠、水合肼、甲醛、双氧水、葡萄糖和抗坏血酸中的一种，以水作为溶剂，加入所述还原剂的量相对于银离子是过量的，其加入量为1-2倍。
4.根据权利要求3所述的微纳米树枝状银粉的制备方法，其特征在于所述还原剂为抗坏血酸，其加入量为1.1-1.3倍。
5.根据权利要求4所述的微米级球形银粉的制备方法，其特征在于步骤S2中，所述pH调节液为酸性调节剂，所述酸性调节剂为硝酸、醋酸、甲酸、草酸中的一种或两种以上混合物。
6.根据权利要求5所述的微米级球形银粉的制备方法，其特征在于步骤S3中所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸、聚乙二醇、聚乙烯醇和阿拉伯树胶中的任一种，所述分散剂含量为银源的1wt％-20wt％。
7.根据权利要求6所述的微米级球形银粉的制备方法，其特征在于所述分散剂为阿拉伯树胶，所述分散剂含量为银源的5wt％-10wt％。
8.根据权利要求7所述的微米级球形银粉的制备方法，其特征在于步骤S4中，搅拌条件下将含银离子溶液和还原剂溶液通过蠕动泵同时加入到底液中还原得到银颗粒，保持蠕动泵加样速率一致，同时加入到反应底液的时间为1-5min，反应温度控制在20-50℃。
9.基于一种微米级球形银粉的制备方法制得银粉，其特征在于根据权利要求1-8任一项所述方法制得，所述银粉的粒径分布为1.0-5.0μm，D50的分布范围为2.0-3.5μm，振实密度大于4g/cm3，比表面积小于1m2/g。
10.一种导电浆料，其特征在于根据权利要求1-8任一项所述方法制得的银粉，按银粉75-85％、玻璃粉3-7％、有机载体12-18％，混合均匀后过轧机制得导电浆料，方阻范围为5-10mΩ/□。
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Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113369490A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种空心球形银粉的制备方法 |
| CN113458410A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 东北大学 | 一种以h2o2为还原剂的多种微观形貌纳米银的合成方法 |
| CN113600825A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-05 | 厦门大学 | 一种微米级球形银粉及其制备方法 |
| CN113770373A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-10 | 长沙新材料产业研究院有限公司 | 一种纳米银的反应原液、制备方法及纳米银 |
| CN114054769A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 广东羚光新材料股份有限公司 | 一种银微粉及其制备方法和应用 |
| CN114472917A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-13 | 西安汇创贵金属新材料研究院有限公司 | 一种高分散性亚微米银粉的制备方法 |
| CN114713838A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-08 | 金川集团股份有限公司 | 一种用于ltcc内电极的高振实小粒度类球形银粉的制备方法 |
| CN114769577A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-07-22 | 温州伟达贵金属粉体材料有限公司 | 一种电触头用高分散微米级银粉的制备方法 |
| CN114951678A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-30 | 金川集团股份有限公司 | 一种太阳能电池正面银浆用球形超细银粉的制备方法 |
| CN115055689A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-09-16 | 河南金渠银通金属材料有限公司 | 一种稳定高导电银粉及其制备方法 |
| CN115519113A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-12-27 | 西北大学 | 一种微米级中空型银粉及其制备方法 |
| CN116072329A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 深圳市哈深智材科技有限公司 | 一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法 |
| CN116079045A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-09 | 武汉长海船舶科技发展有限公司 | 一种高比表、高活性银粉及其制备方法与应用 |
| CN116422896A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-14 | 深圳市哈深智材科技有限公司 | 一种导电银浆、银粉及利用离子型分散剂制备银粉的方法 |
| CN116511520A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-08-01 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种大小粒径混合银粉及其制备方法和导电银浆 |
| WO2023240825A1 (zh) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 江苏连银新材料有限公司 | 一种银粉及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389122A (en) * | 1993-07-13 | 1995-02-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making finely divided, dense packing, spherical shaped silver particles |
| CN1785558A (zh) * | 2005-11-21 | 2006-06-14 | 东南大学 | 导电银浆用微米级球形银粉的制备方法 |
| US20080028889A1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-02-07 | Roberto Irizarry-Rivera | Process for making highly dispersible spherical silver powder particles and silver particles formed therefrom |
| CN101569937A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-11-04 | 中国乐凯胶片集团公司 | 一种导电银浆用高分散银粉的制备方法 |
| CN102632248A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-08-15 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种球形银粉及其制备方法 |
| CN103551586A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-02-05 | 江苏瑞德新能源科技有限公司 | 一种导电银浆用微米球形银粉的制备方法 |
| CN111331150A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-26 | 郑州卓而泰新材料科技有限公司 | 一种粒径可控的高分散类球形超细银粉制备方法 |
-
2020
- 2020-12-10 CN CN202011436012.0A patent/CN112589113A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389122A (en) * | 1993-07-13 | 1995-02-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making finely divided, dense packing, spherical shaped silver particles |
| CN1785558A (zh) * | 2005-11-21 | 2006-06-14 | 东南大学 | 导电银浆用微米级球形银粉的制备方法 |
| US20080028889A1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-02-07 | Roberto Irizarry-Rivera | Process for making highly dispersible spherical silver powder particles and silver particles formed therefrom |
| CN101569937A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-11-04 | 中国乐凯胶片集团公司 | 一种导电银浆用高分散银粉的制备方法 |
| CN102632248A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-08-15 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种球形银粉及其制备方法 |
| CN103551586A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-02-05 | 江苏瑞德新能源科技有限公司 | 一种导电银浆用微米球形银粉的制备方法 |
| CN111331150A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-26 | 郑州卓而泰新材料科技有限公司 | 一种粒径可控的高分散类球形超细银粉制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 朱晓云等: "《有色金属特种功能粉体材料制备技术及应用》", 30 October 2011, 北京：冶金工业出版社 * |
| 赵兴科: "《现代焊接与连接技术》", 30 June 2016, 北京：冶金工业出版社 * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113369490A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-10 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种空心球形银粉的制备方法 |
| CN113458410A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 东北大学 | 一种以h2o2为还原剂的多种微观形貌纳米银的合成方法 |
| CN113600825A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-05 | 厦门大学 | 一种微米级球形银粉及其制备方法 |
| CN113600825B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-07-08 | 厦门大学 | 一种微米级球形银粉及其制备方法 |
| CN115055689A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-09-16 | 河南金渠银通金属材料有限公司 | 一种稳定高导电银粉及其制备方法 |
| CN113770373A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-10 | 长沙新材料产业研究院有限公司 | 一种纳米银的反应原液、制备方法及纳米银 |
| CN114054769A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 广东羚光新材料股份有限公司 | 一种银微粉及其制备方法和应用 |
| CN114054769B (zh) * | 2021-11-17 | 2024-05-03 | 广东羚光新材料股份有限公司 | 一种银微粉及其制备方法和应用 |
| CN114472917A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-13 | 西安汇创贵金属新材料研究院有限公司 | 一种高分散性亚微米银粉的制备方法 |
| CN114769577A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-07-22 | 温州伟达贵金属粉体材料有限公司 | 一种电触头用高分散微米级银粉的制备方法 |
| CN114951678A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-30 | 金川集团股份有限公司 | 一种太阳能电池正面银浆用球形超细银粉的制备方法 |
| CN114713838A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-08 | 金川集团股份有限公司 | 一种用于ltcc内电极的高振实小粒度类球形银粉的制备方法 |
| CN114951678B (zh) * | 2022-04-25 | 2023-12-26 | 金川集团股份有限公司 | 一种太阳能电池正面银浆用球形超细银粉的制备方法 |
| WO2023240825A1 (zh) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 江苏连银新材料有限公司 | 一种银粉及其制备方法 |
| CN115519113A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-12-27 | 西北大学 | 一种微米级中空型银粉及其制备方法 |
| CN115519113B (zh) * | 2022-10-10 | 2023-10-20 | 西北大学 | 一种微米级中空型银粉及其制备方法 |
| CN116079045A (zh) * | 2023-01-13 | 2023-05-09 | 武汉长海船舶科技发展有限公司 | 一种高比表、高活性银粉及其制备方法与应用 |
| CN116072329A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 深圳市哈深智材科技有限公司 | 一种用于印刷的导电银浆、球状银粉及制备方法 |
| CN116511520A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-08-01 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种大小粒径混合银粉及其制备方法和导电银浆 |
| CN116511520B (zh) * | 2023-04-23 | 2024-03-15 | 东方电气集团科学技术研究院有限公司 | 一种大小粒径混合银粉及其制备方法和导电银浆 |
| CN116422896A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-14 | 深圳市哈深智材科技有限公司 | 一种导电银浆、银粉及利用离子型分散剂制备银粉的方法 |
| CN116422896B (zh) * | 2023-04-25 | 2024-09-13 | 深圳市哈深智材科技有限公司 | 一种导电银浆、银粉及利用离子型分散剂制备银粉的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Sun Ya Inventor after: Chen De Inventor after: Liu Feiquan Inventor after: Ma Jin Inventor before: Sun Ya Inventor before: Liu Feiquan Inventor before: Ma Jin |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210402 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |