Hintergrund der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung solcher
feiner Metallteilchen, wie Kupferteilchen und gemischter
Silber-Palladium-Teilchen.
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Bis jetzt wurde ein Verfahren zur Herstellung feiner Kupferteilchen
angewandt, das aus dem Reduzieren von Kupferoxidteilchen in einem
wäßrigen Medium mit einem Reduktionsmittel, wie Hydrazin, besteht.
Dieses Verfahren hat jedoch die Nachteile, daß, weil die Teilchengröße
der reduzierten Teilchen von der Teilchengröße der Oxidteilchen
abhängt, die Steuerung der Teilchengröße schwer zu erzielen ist, und
weiterhin, daß, weil sich die reduzierten Teilchen anziehen, nur
aggregierte Kupferteilchen mit breiter Teilchengrößenverteilung erhalten
werden können.
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Die EP-A- 0 073 108 offenbart ein Verfahren zur Wiedergewinnung von
Metallen aus Lösungen; und insbesondere offenbart Beispiel 1 die
Wiedergewinnung von Silber, indem L-Ascorbinsäure zum Fällen von
Silber verwendet wird; außerdem sind andere geeignete Reduktionsmittel
und Bedingungen angegeben. Die US-A-3,390,981 offenbart ein
Verfahren zur Herstellung fein verteilter binärer Edelmetall-
Legierungen, einschließlich Silber-Palladium-Legierungen, durch ein
Mitfällungs-Verfahren. Das Dokument DD-A-257165 offenbart ein
Verfahren zur Herstellung fein verteilter Kupferteilchen.
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Außerdem wurde, um feine Silberteilchen herzustellen, ein Verfahren
angewandt, das darin besteht, Silberoxid durch Hinzugeben von
Natriumhydroxid zu einer Silbernitratlösung zu bilden und das Silberoxid
mit Formalin zu reduzieren. Dieses Verfahren hat jedoch die gleichen
Nachteile wie diejenigen des obigen Verfahrens zur Herstellung der
Kupferteilchen.
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Zusätzlich zu den vorstehenden Einzelmetall-Teilchen können gemischte
Metallteilchen, die zwei oder mehr Metalle enthalten, verwendet
werden. In der Elektronikindustrie wird elektrisch leitende Paste zur
Herstellung einer Dickschicht-Leiterbahn verwendet, meist eine Paste
aus gemischten, feinen Silber-Palladium-Teilchen ist. Der Grund,
weshalb Palladium in die Silber-Palladium-Paste inkorporiert wird, ist
der, daß Migration und Lötauslaugung vermieden werden können. Zu
diesem Zweck sollten einige % bis dreißig % des Palladiums
inkorporiert werden.
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Obwohl die Inkorporation des Palladiums wesentliche Wirkungen in
bezug auf die obigen beiden Punkte aufweist, kann das Verfahren des
Mischens der feinen Silber- und Palladium-Teilchen das Palladium nicht
gleichförmig dispergieren, so daß die obigen Wirkungen nicht in
genügender Weise erzielt werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Nachteile zu
überwinden.
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Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung feiner
Kupferteilchen zur Verfügung zu stellen, welche die engere
Teilchengrößen-Verteilung haben, deren Steuerung leicht erzielt werden
kann.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung
feiner gemischter Silber-Palladium-Teilchen zur Verfügung zu stellen,
die die Palladiumteilchen gleichförmig in den feinen Silberteilchen
dispergiert haben, um die charakteristischen Merkmale der Ag-Pd-Paste
zu verbessern.
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Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist, daß eine Metallverbindung
reduziert wird unter Verwendung eines oder mehrerer Reduktionsmittel,
ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus L-Ascorbinsäure, L-
Ascorbat, D-Erythorbinsäure und D-Erythorbat, um die entsprechenden
feinen Metallteilchen zu ergeben. Um Kupferteilchen gemäß der
vorliegenden Erfindung herzustellen, wird eine Kupfersulfat-Lösung oder
eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung mit dem oben beschriebenen
Reduktionsmittel reduziert.
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Außerdem wird, um gemischte Silber-Palladium-Teilchen gemäß der
vorliegenden Erfindung herzustellen, nachdem eine
Palladiumverbindung-Lösung durch z.B. Hinzufügen von
Natriumborhydrid kolloidal gemacht wurde, das obige Reduktionsmittel
zu der kolloidalen Flüssigkeit hinzugefügt, und eine Silberverbindung-
Lösung wird zu der kolloidalen Flüssigkeit hinzugefügt, um die
Silberverbindung zu reduzieren.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Wenn feine Metallteilchen durch Reduzieren einer solchen
Metallverbindung-Lösung, wie einer wäßrigen Kupfersulfat-Lösung,
einer Kupfer-Ammonium-Komplexsalz-Lösung und einer Silber-
Ammonium-Komplexsalz-Lösung, mit einem oder mehreren
Reduktionsmittel(n), ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus L-
Ascorbinsäure, L-Ascorbat, D-Erythorbinsäure und D-Erythorbat,
hergestellt werden, können die entsprechenden feinen Metallteilchen, die
monodispergiert sind, hergestellt werden. Weil die resultierenden
monodispergierten feinen Teilchen mit der engen Teilchengröße-
Verteilung, deren Teilchengröße gesteuert werden kann, erhalten
werden, ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung epochemachend.
Hinzufügung des Reduktionsmittels sowie Mischen der Lösung und des
Reduktionsmittels kann unter den üblichen Bedingungen durchgeführt
werden. Die Strukturformeln der L-Ascorbinsäure und ihres optischen
Isomeren D-Erythorbinsäure werden nachfolgend gezeigt.
L-Ascorbinsäure
D-Erythorbinsäure
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Bei der Herstellung von gemischten Silber-Palladium-Teilchen wird einer
gleichförmig dispergiertes Palladium enthaltenden kolloidalen Lösung,
die hergestellt werden kann, indem ein Reduktionsmittel einer
Palladiumverbindung-Lösung hinzugefügt wird, L-Ascorbinsäure, L-
Ascorbat, D-Erythorbinsäure oder D-Erythorbat hinzugefügt sowie
weiterhin eine Silberverbindung-Lösung, um die Silberverbindung zu
Silber zu reduzieren.
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Der Grund, warum ein oder mehrere Reduktionsmittel, ausgewählt aus
der Gruppe, die besteht aus L-Ascorbinsäure,
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L-Ascorbat, D-Erythorbinsäure und D-Erythorbat, verwendet wird bzw.
verwendet werden, ist der, daß nicht nur das Oxidations-Reduktions-
Potential der Reduktionsmittel für die Reduktion der Metallverbindung-
Lösung geeignet ist, sondern daß die Reduktionsmittel auch die Funktion
haben, Aggregation der Teilchen untereinander zu verhindern.
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Das Natriumsalz, das Kaliumsalz und das Ammoniumsalz der
L-Ascorbinsäure oder der D-Erythorbinsäure können bei der Erfindung
verwendet werden als das L-Ascorbat oder das D-Erythorbat.
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Bei Verwendung der wäßrigen Kupfersulfat-Lösung wird der pH der
Lösung vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 5 eingestellt, weil die
Reaktion unter dem pH 0,3 verlangsamt wird und ein Kupferhydroxid
über dem pH 5 gebildet wird. Der pH der L-Ascorbinsäure oder der D-
Erythorbinsäure wird vorzugsweise auf nicht weniger als 0,5 eingestellt,
weil die Reaktion unter dem pH 0,5 extrem verlangsamt wird. Weiterhin
liegt die Reaktionstemperatur bevorzugt im Bereich von 10 bis 100ºC,
weil die Reaktion unter 10ºC verlangsamt wird und Aggregation der
feinen Kupferteilchen bei über 100ºC erfolgt.
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Bei Verwendung von Kupfer-Ammonium-Komplexsalz-Lösung wird der
pH der Lösung vorzugsweise im Bereich von 7,5 bis 13 eingestellt, weil
die Ausfällung eines Kupferhydroxids unter dem pH 7,5 gebildet wird
und die Reaktion über dem pH 13 aufgrund der hohen Ammoniakgas-
Entwicklungsgeschwindigkeit verlangsamt wird. Der pH der
L-Ascorbinsäure oder der D-Erythorbinsäure wird vorzugsweise auf
nicht weniger als 0,5 eingestellt. Weiterhin liegt die Reaktionstemperatur
vorzugsweise im Bereich von 30 bis 100ºC, weil die Reaktion unter
30ºC verlangsamt wird und Aggregation der feinen Kupferteilchen bei
über 100ºC erfolgt.
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Bei Herstellung der gemischten Silber-Palladium-Teilchen wird die
Lösung einer Palladiumverbindung, wie Palladiumnitrat,
Palladiumchlorid und Palladiumsulfat, zu einer Flüssigkeit mit
kolloidalem Palladium mittels eines Reduktionsmittels, wie
Natriumborhydrid, Lithiumaluminiumhydrid und Hydrazin, reduziert,
und dieser kolloidalen Flüssigkeit werden die L-Ascorbinsäure, das
L-Ascorbat, die D-Erythorbinsäure und/oder das D-Erythorbat
hinzugefügt sowie weiterhin die wäßrige Lösung einer Silberverbindung,
wie ammoniakalischer Silbernitrat-Komplex, Silbernitrat und Silbersulfat,
um die Verbindung zu Silber zu reduzieren. Der pH der
L-Ascorbinsäure oder der D-Erythorbinsäure wird vorzugsweise auf
nicht weniger als 0,1 eingestellt. Weiterhin liegt die Reaktionstemperatur
vorzugsweise im Bereich von 0 bis 100ºC.
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Obwohl die Teilchengröße des in den Silberteilchen dispergierten
Palladiums nicht beschränkt ist, sind nicht mehr als 100 Å bevorzugt im
Hinblick auf die Charakteristika bei der Verwendung als Paste.
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In den resultierenden zusammengesetzten Teilchen sind die reduzierten
Palladiumteilchen gleichförmig in den Silberteilchen dispergiert, so daß,
wenn die Teilchen für Paste verwendet werden, ein Silber-Palladium-
Film, in dem das Palladium gleichförmig dispergiert ist, erhalten werden
kann, der bis jetzt nicht erhalten wurde.
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Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert in Verbindung mit den
folgenden Beispielen und den Vergleichsbeispielen beschrieben, welche
die Erfindung erläutern, aber nicht beschränken sollen.
Beispiel 1
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Nachdem 197 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde verdünnte Schwefelsäure
hinzugefügt, um den pH der Lösung auf 1 einzustellen. Nachdem
andererseits 200 g L-Ascorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wässerige Lösung zu ergeben, wurde Natriumhydroxid hinzugefügt, um
den pH der Lösung auf 7 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei
Lösungen wurden auf 30ºC eingestellt, und dann wurde die
L-Ascorbinsäure-Lösung unter Rühren zu der Kupfersulfat-Lösung
hinzugefügt, um die zwei Verbindungen für weitere 5 min reagieren zu
lassen.
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Nachdem die resultierenden Kupferteilchen filtriert und gewaschen
waren, wurde die Teilchengrößen-Verteilung gemessen, und die Teilchen
wurden durch ein Elektronenmikroskop betrachtet. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,2 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
0,8 bis 1,5 um lagen.
Beispiel 2
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Nachdem 126 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde verdünnte Schwefelsäure
hinzugefügt, um den pH der Lösung auf 3 einzustellen. Nachdem
andererseits 128 g L-Ascorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde Natriumhydroxid hinzugefügt, um
den pH der Lösung auf 5 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei
Lösungen wurden auf 70ºC eingestellt, und dann wurde die L-
Ascorbinsäure unter Rühren zu der Kupfersulfat-Lösung hinzugefügt, um
die zwei Verbindungen für weitere 3 min reagieren zu lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen polyedrisch waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,8 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 1,5 bis 2,5 um lagen.
Beispiel 3
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Nachdem 197 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde Schwefelsäure hinzugefügt, um den
pH der Lösung auf 1 einzustellen. Andererseits wurden 200 g Natrium-
L-Ascorbat in Wasser aufgelöst, um 1 l wäßrige Lösung zu ergeben. Die
Temperaturen dieser zwei Lösungen wurden auf 20ºC eingestellt, und
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dann wurde die Natrium-L-Ascorbat-Lösung unter Rühren zu der
Kupfersulfat-Lösung hinzugefügt, um diese zwei Verbindung für weitere
5 min reagieren zu lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,0 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 0,7 bis 1,3 um lagen.
Beispiel 4
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Die feinen Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren erhalten, mit der Ausnahme, daß
D-Erythorbinsäure anstelle von L-Ascorbinsäure verwendet wurde und
die pHs der Lösung nach Hinzufügung der verdünnten Schwefelsäure
und des Natriumhydroxids auf 1,5 bzw. 6 eingestellt wurden.
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Die resultierenden Kupfterteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,5 um aufwiesen, und eine enge
Teichengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 1,1 bis 1,8 um lagen.
Beispiel 5
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Nachdem 126 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde verdünnte Schwefelsäure
hinzugefügt, um den pH der Lösung auf 4 einzustellen. Nachdem
andererseits 128 g D-Erythorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde Natriumhydroxid hinzugefügt, um
den pH der Lösung auf 10 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei
Lösungen wurden auf 70ºC eingestellt, und dann wurde die D-
Erythorbinsäure-Lösung unter Rühren zu der Kupfersulfat-Lösung
hinzugefügt, um die zwei Verbindungen für weitere 10 min reagieren zu
lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen polyedrisch waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 2,0 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 1,7 bis 2,3 um lagen.
Beispiel 6
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Die feinen Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 3
beschriebenen Verfahren erhalten, mit der Ausnahme, daß Natrium-D-
Erythorbat anstelle des Natrium-L-Ascorbats verwendet wurde.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 0,8 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 0,5 bis 1,1 um lagen.
Beispiel 7
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Nachdem 197 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak
hinzugefügt, um eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung zu bilden und
den pH der Lösung auf 9 einzustellen. Nachdem andererseits 200 g L-
Ascorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l wäßrige Lösung zu
ergeben, wurde Natriumhydroxid hinzugefügt, um den pH der Lösung
auf 2,5 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei Lösungen wurden
auf 30ºC eingestellt, und dann wurde die L-Ascorbinsäure-Lösung unter
Rühren zu der Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung hinzugefügt, um die
zwei Verbindungen für weitere 30 min reagieren zu lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,0 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 0,8 bis 1,3 um lagen.
Beispiel 8
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Nachdem 126 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak
hinzugefügt, um eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung zu bilden und
den pH der Lösung auf 12 einzustellen. Nachdem andererseits 128 g
L-Ascorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l wäßrige Lösung zu
ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak hinzugefügt, um den pH
der Lösung auf 5 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei Lösungen
wurden auf 60ºC eingestellt, und dann wurde die L-Ascorbinsäure-
Lösung unter Rühren zu der Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung
hinzugefügt, um die zwei Verbindungen für weitere 30 min reagieren zu
lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen polyedrisch waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,7 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 1,3 bis 2,0 um lagen.
Beispiel 9
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Nachdem 197 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak
hinzugefügt, um eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung zu bilden und
den pH der Lösung auf 8 einzustellen. Andererseits wurden 200 g
Natrium-L-Ascorbat in Wasser aufgelöst, um 1 l wäßrige Lösung zu
ergeben. Die Temperaturen dieser zwei Lösungen wurden auf 50ºC
eingestellt, und dann wurde das Natrium-L-Ascorbat unter Rühren zu
der Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung hinzugefügt, um die zwei
Verbindungen für weitere 50 min reagieren zu lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen polyedrisch waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 0,8 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 0,5 bis 1,2 um lagen.
Beispiel 10
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Nachdem 197 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak
hinzugefügt, um eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung zu bilden und
den pH der Lösung auf 9,5 einzustellen. Nachdem andererseits 200 g D-
Erythorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l wäßrige Lösung zu
ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak hinzugefügt, um den pH
der Lösung auf 3 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei Lösungen
wurden auf 90ºC eingestellt, und dann wurde die D-Erythorbinsäure-
Lösung unter Rühren der Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung
hinzugefügt, um die zwei Lösungen für weitere 30 min reagieren zu
lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Teilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,5 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 1,1 bis 1,8 um lagen.
Beispiel 11
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Nachdem 126 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak
hinzugefügt, um eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung zu bilden und
den pH der Lösung auf 11 einzustellen. Nachdem andererseits 128 g D-
Erythorbinsäure in Wasser aufgelöst waren, um 1 l wäßrige Lösung zu
ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak hinzugefügt, um den pH
der Lösung auf 4,5 einzustellen. Die Temperaturen dieser zwei
Lösungen wurden auf 70ºC eingestellt, und dann wurde die D-
Erythorbinsäure-Lösung unter Rühren zu der Kupfer-Ammonium-
Komplex-Lösung hinzugefügt, um die zwei Verbindungen für weitere 40
min reagieren zu lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen polyedrisch waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 1,8 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 1,5 bis 2,0 um lagen.
Beispiel 12
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Nachdem 197 g Kupfersulfatkristalle in Wasser aufgelöst waren, um 1 l
wäßrige Lösung zu ergeben, wurde 28 %iger wäßriger Ammoniak
hinzugefügt, um eine Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung zu bilden und
den pH der Lösung auf 7.5 einzustellen. Andererseits wurden 200 g
Natrium-D-Erythorbat in Wasser aufgelöst, um 1 l wäßrige Lösung zu
ergeben. Die Temperaturen dieser zwei Lösungen wurden auf 60ºC
eingestellt, und dann wurde die Natrium-D-Erythorbat-Lösung unter
Rühren zu der Kupfer-Ammonium-Komplex-Lösung hinzugefügt, um die
zwei Verbindungen für weitere 60 min reagieren zu lassen.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen fast kugelförmig waren, die
durchschnittliche Teilchengröße von 0,9 um aufwiesen, und eine enge
Teilchengrößenverteilung hatten, wobei 70 % der Teilchen im Bereich
von 0,6 bis 1,4 um lagen.
Vergleichsbeispiel A
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50 g Kupferoxid mit der mittleren Teilchengröße von 5 um wurden
dispergiert und in 1000 ml Wasser unter Rühren suspendiert. Nachdem
die Temperatur dieser Flüssigkeit unter weiterem Rühren auf 70ºC
erhöht worden war und 200 ml einer wäßrigen 80 %igen
Hydrazinhydrat-Lösung hinzugefügt worden war, wurde das Rühren bei
70ºC für zwei Stunden fortgesetzt.
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Die resultierenden Kupferteilchen wurden gemäß dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren behandelt und analysiert. Es wurde durch diese
Analyse festgestellt, daß die Kupferteilchen amorph und aggregiert
waren, die durchschnittliche Teilchengröße von 3,5 um aufwiesen, und
die breite Teilchengrößenverteilung im Bereich von 0,5 bis 10 um
hatten.
Beispiel 13
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Zu 150 ml einer wäßrigen Palladiumnitrat-Lösung (50 g/l) wurde
Natriumborhydrid hinzugefügt, um eine kolloidale Flüssigkeit mit darin
gleichförmig dispergierten Palladiumteilchen (Teilchengröße: 100 bis
500 Å) herzustellen.
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Zu dieser kolloidalen Flüssigkeit wurden 150 ml einer wäßrigen
L-Ascorbinsäure-Lösung (100 g/l) hinzugefügt; weiterhin wurden 700 ml
einer wäßrigen ammoniakalischen Silbernitrat-Komplex-Lösung (50 g/l)
hinzugefügt, um die Metallverbindungen zu reduzieren. Die
resultierenden Teilchen nach Filtration und Waschen waren
Silberteilchen mit gleichförmig und fein darin dispergierten
Palladiumteilchen. Die Teilchen wurden mit einem
Rasterelektronenmikroskop, Röntgendiffraktion und chemischer Analyse
analysiert. Es wurde festgestellt, daß die Teilchen fast kugelförmige
feine gemischte Ag (80 %)-Pd (20 %)-Teilchen waren mit der
durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 um.
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Nachdem die in diesem Beispiel hergestellten gemischten Ag-Pd-
Teilchen zu einer Paste verarbeitet worden waren und das
Siebdruckverfahren auf einem Aluminiumoxidsubstrat unter Verwendung
der zu einer Paste verarbeiteten Teilchen durchgeführt worden war,
wurde das Substrat bei 900ºC für 30 min gebacken, um eine
Dickschicht-Leiterbahn aus Ag-Pd zu bilden. Der Ag-Migrationstest und
der Lötauslaugungstest wurden unter Verwendung der Leiterbahn
durchgeführt. Die durchschnittliche Zeit bis zur ersten Migration betrug
8 min und 20 sec bei den gemischten Ag-Pd-Teilchen, und es wurde
geringe Lötauslaugung festgestellt, nachdem der Löttauchtest zehnmal
wiederholt worden war.
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Wenn die gemischten Ag-Pd-Teilchen dieses Beispiels zu einer Paste
verarbeitet werden, nachdem die Teilchen bei 200 bis 500ºC
wärmebehandelt sind, kann eine längere Zeit erreicht werden, bis die
erste Ag-Migration erfolgt.
Vergleichsbeispiel B
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Feine Ag-Teilchen (80 %) mit der durchschnittlichen Teilchengröße von
1,0 um und feine Pd-Teilchen (20 %) mit der durchschnittlichen
Teilchengröße von 1,2 um wurden gemischt und zu Paste verarbeitet,
und das Siebdruckverfahren auf einem Aluminiumoxidsubstrat wurde
unter Verwendung der zu Paste verarbeiteten Teilchen durchgeführt, das
Substrat wurde bei 900ºC für 30 min gebacken, um eine Dickschicht-
Leiterbahn aus Ag-Pd zu bilden. Der Ag-Migrationstest und der
Lötauslaugungstest wurden unter Verwendung der Leiterbahn
durchgeführt. Die durchschnittliche Zeit bis zur ersten Migration betrug
2 min und 30 sec, und es wurde eine beträchtliche Lötauslaugung
festgestellt, nachdem der Löttauchtest fünfmal wiederholt wurde.