CN116168897B - 一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法，属于导电银浆制造技术领域。一种气溶型导电银浆制备装置，包括气溶胶制备装置，所述气溶胶制备装置顶部设置有顶盖，所述顶盖连接超声波仪器，所述气溶胶制备装置连接在气化反应装置顶端，所述气化反应装置顶端连接有流量计，所述气化反应装置两侧贯穿连接有吸氧管，所述气化反应装置周向连接有四根气压制动伸缩装置。本发明中，通过将气化反应装置、热处理装置以及搅拌装置整合在同一设备中，且设计了可旋转式的喷嘴，提高了银颗粒的导电性能，使银颗粒受热更加均匀，且与空气氧化更加充足，另外通过设置气压制动伸缩装置完成自动化的分离收集，有效提高工作效率。

Description

一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电银浆制备技术领域，更具体地说，涉及一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法。

背景技术

导电银浆是一种广泛应用于电子材料和器件制造中的重要材料，具有优异的导电性能和稳定性。在过去的几十年中，人们通过各种方法制备导电银浆，包括物理法、化学法、生物法等。其中，化学合成法是目前应用最为广泛的一种制备方法，可以制备出纯度高、颗粒分布均匀的导电银浆，以往传统的化学合成法制备导电银浆需要使用有机溶剂和还原剂等危险化学品，并且制备过程需要高温高压条件，对环境和操作人员都存在较大的安全隐患，之后很多制备厂商使用气相反应制备导电银浆，气相反应制备导电银浆具有无需有机溶剂、低成本、高效率等优点，可以大大降低制备成本和环境污染。目前，气相反应制备导电银浆的方法包括气相还原法、气相沉积法、气溶胶法等，其中气溶胶法由于其可控性和成本效益等方面的优势，逐渐成为了制备导电银浆的重要方法。

不过在利用气溶胶法制备导电银浆时，大多数气溶胶的喷嘴朝向是单一固定的，且有些喷嘴的口径尺寸比较大，会导致银颗粒的平均粒径比较大、粒径分布不均匀，加上很多氧化气氛是在自然流动的空气中进行的，导致银颗粒导电性能下降、氧化不彻底，另外利用气溶胶法制备导电银浆的装置比较多且独立，如气化反应装置、热处理装置以及搅拌装置和分离收集装置，会占用不少空间，再加上很多设备没有自动化，最终导致整体工作效率得不到提升。

基于此，本发明提供了一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题：

不过在利用气溶胶法制备导电银浆时，大多数气溶胶的喷嘴朝向是单一固定的，且有些喷嘴的口径尺寸比较大，会导致银颗粒的平均粒径比较大、粒径分布不均匀，加上很多氧化气氛是在自然流动的空气中进行的，导致银颗粒导电性能下降、氧化不彻底，另外利用气溶胶法制备导电银浆的装置比较多且独立，如气化反应装置、热处理装置以及搅拌装置和分离收集装置，会占用不少空间，再加上很多设备没有自动化，最终导致整体工作效率得不到提升。

2.技术方案

一种气溶型导电银浆制备装置，包括气溶胶制备装置，所述气溶胶制备装置顶部设置有顶盖，所述顶盖连接超声波仪器，所述气溶胶制备装置连接在气化反应装置顶端，所述气化反应装置顶端连接有流量计，所述气化反应装置两侧贯穿连接有吸氧管，所述气化反应装置周向连接有四根气压制动伸缩装置，且所述气化反应装置下方设置有分离收集装置；

优选地，所述气溶胶制备装置底端设置有溶胶喷射装置；

优选地，所述气化反应装置内腔设置有电磁热处理线圈和搅拌装置，且所述气化反应装置内腔底部连接有四根输送管；

优选地，所述顶盖包括密封盖板，所述密封盖板上表面安装有温度传感器、压力传感器，且所述密封盖板上表面设置有三个材料入口，三个所述材料入口中间设置有螺纹密封杆，所述螺纹密封杆贯穿密封盖板，且所述螺纹密封杆底端连接密封塞；

优选地，所述气压制动伸缩装置包括气压泵，每两个所述气压泵之间连接有固定支架，所述气压泵上端连接四根辅助滑杆，其所述气压泵上端中间位置连接主滑杆，所述主滑杆上套有移动滑块，所述移动滑块安装在气化反应装置外表面，所述移动滑块和气压泵之间连接有气压导管；

优选地，所述分离收集装置包括收集桶和电化学分离器，所述收集桶上端连接防溅套板，且所述收集桶内部设置有四个电化学分离器，所述电化学分离器顶端设置封堵塞，所述电化学分离器外围设置离心转筒，所述离心转筒和电化学分离器之间设置有活性炭过滤围板；

优选地，所述溶胶喷射装置包括喷雾转化器，所述喷雾转化器连接有转轴，所述转轴上设置有旋转齿轮，且所述转轴底端安装喷嘴，所述旋转齿轮连接有联动齿轮轴，所述联动齿轮轴另一端连接伺服电机；

优选地，所述搅拌装置包括搅拌叶，所述搅拌叶安装在搅拌杆上，且所述搅拌叶上开设若干透气孔，所述搅拌杆底端连接电机盒。

一种气溶型导电银浆制备方法，包括以下步骤：

S1.溶胶制备：将银粉、有机溶剂和表面活性剂通过材料入口，装进气溶胶制备装置中，在超声波仪器作用下形成均匀的溶胶；

S2.溶胶气化：制备好的银溶胶通过溶胶喷射装置，并在喷雾转化器作用下使银溶胶从喷嘴喷雾成银颗粒，喷雾的过程中，有机溶剂和表面活性剂会挥发，只留下银颗粒悬浮在气化反应装置内腔中，形成气溶胶，且在溶胶气化过程中，伺服电机工作会带动联动齿轮轴旋转，而联动齿轮轴又会通过旋转齿轮带动喷嘴旋转，增加银溶胶与空气的接触面积；

S3.气态反应：搅拌装置中电机盒工作带动搅拌叶转动，使气化反应装置内腔形成负压，从而让气化反应装置外部空气通过吸氧管快速进入气化反应装置内腔中，在此过程中的电磁热处理线圈工作使气化反应装置内腔温度升高，且搅拌叶的旋转让通过吸氧管进入的空气均匀受热，使得银颗粒在气化反应装置内腔中氧化并形成导电银浆；

S4.导电银浆和气溶胶的引流：气压制动伸缩装置的气压泵通过气压导管加压，使安装在移动滑块上的气化反应装置向上移动，直至气化反应装置底端输送管脱离封堵塞，导电银浆会通过开封的输送管流入收集桶中；

S5.分离收集：进入收集桶的导电银浆会通过离心转筒旋转沉积在收集桶底部，且这个过程中通过电化学分离器导电分离以及活性炭过滤围板过滤方式将形成的导电银浆与未反应的空气分离开来，完成分离收集。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：设置了可旋转式喷嘴，通过伺服电机工作会带动联动齿轮轴旋转，而联动齿轮轴又会通过旋转齿轮带动喷嘴旋转，增加银溶胶与空气的接触面积，喷嘴上均匀开设有若干细小锥形孔眼，用于控制颗粒大小和形状，以获得良好的导电性能。且通过将气化反应装置、热处理装置以及搅拌装置整合在同一设备中，先是电磁热处理线圈工作使气化反应装置内腔温度升高，之后搅拌装置中电机盒工作带动搅拌叶转动，使气化反应装置内腔形成负压，搅拌叶的旋转让气化反应装置外部空气通过吸氧管快速进入气化反应装置内腔中，同时也通过搅拌叶的旋转让进入的空气均匀受热，提高了工作效率，使银颗粒受热更加均匀，且与空气氧化更加充足。此外还设置有气压制动伸缩装置，气压制动伸缩装置的气压泵通过气压导管加压，使安装在移动滑块上的气化反应装置向上移动，直至气化反应装置底端输送管脱离封堵塞，导电银浆会通过开封的输送管流入收集桶中，接着通过离心转筒旋转沉积在收集桶底部，且过程中通过电化学分离器导电分离以及活性炭过滤围板过滤方式将形成的导电银浆与未反应的空气分离开来，完成自动化的分离收集，有效提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体装置结构示意图；

图2为本发明的顶盖结构放大示意图；

图3为本发明的溶胶喷射装置结构放大示意图；

图4为本发明的气压制动伸缩装置结构示意图；

图5为本发明的搅拌装置结构放大示意图；

图6为本发明的气化反应装置底部结构示意图；

图7为本发明的分离收集装置结构放大示意图。

图中标号说明：1、顶盖；101、密封盖板；102、温度传感器；103、材料入口；104、压力传感器；105、螺纹密封杆；106、密封塞；2、气溶胶制备装置；3、超声波仪器；4、气化反应装置；5、吸氧管；6、流量计；7、气压制动伸缩装置；701、气压泵；702、固定支架；703、辅助滑杆；704、移动滑块；705、主滑杆；706、气压导管；8、分离收集装置；801、收集桶；802、防溅套板；803、电化学分离器；804、封堵塞；805、离心转筒；806、活性炭过滤围板；9、溶胶喷射装置；901、喷雾转化器；902、转轴；903、旋转齿轮；904、喷嘴；905、联动齿轮轴；906、伺服电机；10、电磁热处理线圈；11、搅拌装置；1101、搅拌叶；1102、透气孔；1103、电机盒；1104、搅拌杆；12、输送管。

具体实施方式

实施例：请参阅图1-7，一种气溶型导电银浆制备装置，包括气溶胶制备装置2，气溶胶制备装置2顶部设置有顶盖1，顶盖1连接超声波仪器3，气溶胶制备装置2连接在气化反应装置4顶端，气化反应装置4顶端连接有流量计6，气化反应装置4两侧贯穿连接有吸氧管5，气化反应装置4周向连接有四根气压制动伸缩装置7，且气化反应装置4下方设置有分离收集装置8；

气溶胶制备装置2底端设置有溶胶喷射装置9；

气化反应装置4内腔设置有电磁热处理线圈10和搅拌装置11，且气化反应装置4内腔底部连接有四根输送管12。

顶盖1包括密封盖板101，密封盖板101上表面安装有温度传感器102、压力传感器104，且密封盖板101上表面设置有三个材料入口103，三个材料入口103中间设置有螺纹密封杆105，螺纹密封杆105贯穿密封盖板101，且螺纹密封杆105底端连接密封塞106。

溶胶喷射装置9包括喷雾转化器901，喷雾转化器901连接有转轴902，转轴902上设置有旋转齿轮903，且转轴902底端安装喷嘴904，旋转齿轮903连接有联动齿轮轴905，联动齿轮轴905另一端连接伺服电机906。

具体的，先通过材料入口103将银粉、有机溶剂和表面活性剂装进气溶胶制备装置2中，接着旋转螺纹密封杆105使密封塞106紧密封堵喷雾转化器901顶端，接着在超声波仪器3作用下形成均匀的溶胶，之后反向旋转螺纹密封杆105使密封塞106上升脱离喷雾转化器901，溶胶进入喷雾转化器901后经喷雾转化器901转化，再从喷嘴904喷雾成银颗粒，喷雾的过程中，有机溶剂和表面活性剂会挥发，只留下银颗粒悬浮在气化反应装置4内腔中，形成气溶胶，且在溶胶气化过程中，伺服电机906工作会带动联动齿轮轴905旋转，而联动齿轮轴905又会通过旋转齿轮903带动喷嘴904旋转，增加银溶胶与空气的接触面积，且喷嘴904上均匀开设有若干细小锥形孔眼，用于控制颗粒大小和形状，以获得良好的导电性能。

搅拌装置11包括搅拌叶1101，搅拌叶1101安装在搅拌杆1104上，且搅拌叶1101上开设若干透气孔1102，搅拌杆1104底端连接电机盒1103。

具体的，搅拌装置11中电机盒1103工作带动搅拌叶1101转动，使气化反应装置4内腔形成负压，从而让气化反应装置4外部空气通过吸氧管5快速进入气化反应装置4内腔中，在此过程中的电磁热处理线圈10工作使气化反应装置4内腔温度升高，且搅拌叶1101的旋转让通过吸氧管5进入的空气均匀受热，使得银颗粒在气化反应装置4内腔中氧化更加彻底，最终形成导电银浆。

气压制动伸缩装置7包括气压泵701，每两个气压泵701之间连接有固定支架702，气压泵701上端连接四根辅助滑杆703，其气压泵701上端中间位置连接主滑杆705，主滑杆705上套有移动滑块704，移动滑块704安装在气化反应装置4外表面，移动滑块704和气压泵701之间连接有气压导管706。

分离收集装置8包括收集桶801和电化学分离器803，收集桶801上端连接防溅套板802，且收集桶801内部设置有四个电化学分离器803，电化学分离器803顶端设置封堵塞804，电化学分离器803外围设置离心转筒805，离心转筒805和电化学分离器803之间设置有活性炭过滤围板806。

具体的，气压制动伸缩装置7的气压泵701通过气压导管706加压，使安装在移动滑块704上的气化反应装置4向上移动，直至气化反应装置4底端输送管12脱离封堵塞804，导电银浆会通过开封的输送管12流入收集桶801中，接着通过离心转筒805旋转沉积在收集桶801底部，且这个过程中通过电化学分离器803导电分离以及活性炭过滤围板806过滤方式将形成的导电银浆与未反应的空气分离开来，完成分离收集。

一种气溶型导电银浆制备装置及其制备方法，包括以下步骤：

S1.溶胶制备：将银粉、有机溶剂和表面活性剂通过材料入口103，装进气溶胶制备装置2中，在超声波仪器3作用下形成均匀的溶胶；

S2.溶胶气化：制备好的银溶胶通过溶胶喷射装置9，并在喷雾转化器901作用下使银溶胶从喷嘴904喷雾成银颗粒，喷雾的过程中，有机溶剂和表面活性剂会挥发，只留下银颗粒悬浮在气化反应装置4内腔中，形成气溶胶，且在溶胶气化过程中，伺服电机906工作会带动联动齿轮轴905旋转，而联动齿轮轴905又会通过旋转齿轮903带动喷嘴904旋转，增加银溶胶与空气的接触面积；

S3.气态反应：搅拌装置11中电机盒1103工作带动搅拌叶1101转动，使气化反应装置4内腔形成负压，从而让气化反应装置4外部空气通过吸氧管5快速进入气化反应装置4内腔中，在此过程中的电磁热处理线圈10工作使气化反应装置4内腔温度升高，且搅拌叶1101的旋转让通过吸氧管5进入的空气均匀受热，使得银颗粒在气化反应装置4内腔中氧化并形成导电银浆；

S4.导电银浆和气溶胶的引流：气压制动伸缩装置7的气压泵701通过气压导管706加压，使安装在移动滑块704上的气化反应装置4向上移动，直至气化反应装置4底端输送管12脱离封堵塞804，导电银浆会通过开封的输送管12流入收集桶801中；

S5.分离收集：进入收集桶801的导电银浆会通过离心转筒805旋转沉积在收集桶801底部，且这个过程中通过电化学分离器803导电分离以及活性炭过滤围板806过滤方式将形成的导电银浆与未反应的空气分离开来，完成分离收集。

本发明工作原理：

首先工作前先检测温度传感器102、压力传感器104以及流量计6是否工作正常，然后将银粉、有机溶剂和表面活性剂通过材料入口103，装进气溶胶制备装置2中，在超声波仪器3作用下形成均匀的溶胶，再将制备好的银溶胶通过溶胶喷射装置9，并在喷雾转化器901作用下使银溶胶从喷嘴904喷雾成银颗粒，喷雾的过程中，有机溶剂和表面活性剂会挥发，只留下银颗粒悬浮在气化反应装置4内腔中，形成气溶胶，且在溶胶气化过程中，伺服电机906工作会带动联动齿轮轴905旋转，而联动齿轮轴905又会通过旋转齿轮903带动喷嘴904旋转，增加银溶胶与空气的接触面积，之后搅拌装置11中电机盒1103工作带动搅拌叶1101转动，使气化反应装置4内腔形成负压，从而让气化反应装置4外部空气通过吸氧管5快速进入气化反应装置4内腔中，在此过程中的电磁热处理线圈10工作使气化反应装置4内腔温度升高，且搅拌叶1101的旋转让通过吸氧管5进入的空气均匀受热，使得银颗粒在气化反应装置4内腔中氧化并形成导电银浆，接着气压制动伸缩装置7的气压泵701通过气压导管706加压，使安装在移动滑块704上的气化反应装置4向上移动，直至气化反应装置4底端输送管12脱离封堵塞804，导电银浆会通过开封的输送管12流入收集桶801中，最后进入收集桶801的导电银浆会通过离心转筒805旋转沉积在收集桶801底部，且这个过程中通过电化学分离器803导电分离以及活性炭过滤围板806过滤方式将形成的导电银浆与未反应的空气分离开来，完成分离收集。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种气溶型导电银浆制备装置，其特征在于：包括气溶胶制备装置（2），所述气溶胶制备装置（2）顶部设置有顶盖（1），所述顶盖（1）连接超声波仪器（3），所述气溶胶制备装置（2）连接在气化反应装置（4）顶端，所述气化反应装置（4）顶端连接有流量计（6），所述气化反应装置（4）两侧贯穿连接有吸氧管（5），所述气化反应装置（4）周向连接有四根气压制动伸缩装置（7），且所述气化反应装置（4）下方设置有分离收集装置（8）；

所述气溶胶制备装置（2）底端设置有溶胶喷射装置（9）；

所述气化反应装置（4）内腔设置有电磁热处理线圈（10）和搅拌装置（11），且所述气化反应装置（4）内腔底部连接有四根输送管（12）；

所述顶盖（1）包括密封盖板（101），所述密封盖板（101）上表面安装有温度传感器（102）、压力传感器（104），且所述密封盖板（101）上表面设置有三个材料入口（103），三个所述材料入口（103）中间设置有螺纹密封杆（105），所述螺纹密封杆（105）贯穿密封盖板（101），且所述螺纹密封杆（105）底端连接密封塞（106）；

所述气压制动伸缩装置（7）包括气压泵（701），每两个所述气压泵（701）之间连接有固定支架（702），所述气压泵（701）上端连接四根辅助滑杆（703），其所述气压泵（701）上端中间位置连接主滑杆（705），所述主滑杆（705）上套有移动滑块（704），所述移动滑块（704）安装在气化反应装置（4）外表面，所述移动滑块（704）和气压泵（701）之间连接有气压导管（706）；

所述分离收集装置（8）包括收集桶（801）和电化学分离器（803），所述收集桶（801）上端连接防溅套板（802），且所述收集桶（801）内部设置有四个电化学分离器（803），所述电化学分离器（803）顶端设置封堵塞（804），所述电化学分离器（803）外围设置离心转筒（805），所述离心转筒（805）和电化学分离器（803）之间设置有活性炭过滤围板（806）；

所述溶胶喷射装置（9）包括喷雾转化器（901），所述喷雾转化器（901）连接有转轴（902），所述转轴（902）上设置有旋转齿轮（903），且所述转轴（902）底端安装喷嘴（904），所述旋转齿轮（903）连接有联动齿轮轴（905），所述联动齿轮轴（905）另一端连接伺服电机（906）；

所述搅拌装置（11）包括搅拌叶（1101），所述搅拌叶（1101）安装在搅拌杆（1104）上，且所述搅拌叶（1101）上开设若干透气孔（1102），所述搅拌杆（1104）底端连接电机盒（1103）。

2.一种气溶型导电银浆制备方法，涉及权利要求1所述的一种气溶型导电银浆制备装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1.溶胶制备：将银粉、有机溶剂和表面活性剂通过混合材料入口（103），装进气溶胶制备装置（2）中，在超声波仪器（3）作用下形成均匀的溶胶；

S2.溶胶气化：制备好的银溶胶通过溶胶喷射装置（9），并在喷雾转化器（901）作用下使银溶胶从喷嘴（904）喷雾成微小的银颗粒，喷雾的过程中，有机溶剂和表面活性剂会挥发，只留下微小的银颗粒悬浮在气化反应装置（4）内腔中，形成气溶胶，且在溶胶气化过程中，伺服电机（906）工作会带动联动齿轮轴（905）旋转，而联动齿轮轴（905）又会通过旋转齿轮（903）带动喷嘴（904）旋转，增加银溶胶与空气的接触面积；

S3.气态反应：搅拌装置（11）中电机盒（1103）工作带动搅拌叶（1101）转动，使气化反应装置（4）内腔形成负压，从而让气化反应装置（4）外部空气通过吸氧管（5）快速进入气化反应装置（4）内腔中，在此过程中的电磁热处理线圈（10）工作使气化反应装置（4）内腔温度升高，且搅拌叶（1101）的旋转让通过吸氧管（5）进入的空气均匀受热，使得银颗粒在气化反应装置（4）内腔中氧化并形成导电银浆；

S4.导电银浆和气溶胶的引流：气压制动伸缩装置（7）的气压泵（701）通过气压导管（706）加压，使安装在移动滑块（704）上的气化反应装置（4）向上移动，直至气化反应装置（4）底端输送管（12）脱离封堵塞（804），导电银浆会通过开封的输送管（12）流入收集桶（801）中；

S5.分离收集：进入收集桶（801）的导电银浆会通过离心转筒（805）旋转沉积在收集桶（801）底部，且这个过程中通过电化学分离器（803）导电分离以及活性炭过滤围板（806）过滤方式将形成的导电银浆与未反应的空气分离开来，完成分离收集。