[發明專利]一鍋法制備致密銀包銅粉的方法

有效

• 申請號: 201310070320.X
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103128308A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 林保平;吳敏;曹藝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種銀包銅粉的制備方法，具體的說，涉及一種一鍋法制備致密銀包銅粉的方法。

背景技術

電子信息工業的迅猛發展帶動了以超細金屬粉體為主要功能相的電子漿料的發展，且隨著電子元件向小型化、精密化、多功能化等方面的發展，對電子漿料的技術指標要求也越來越高。常見的超細金屬粉體有銀粉、金粉、鈀粉、鎳粉、鋁粉、銅粉等，其中銀粉因具有極其優良的綜合性能而被廣泛應用在電子元件中。銅的價格便宜，且具有和銀相近的體積電阻率，但是銅粉在制備和使用過程中很容易被氧化，使得材料的導電性能降低。而使用銀包銅粉能兼顧兩者的優點，既可以降低成本，又能提高粉體的抗氧化性，因而具有廣泛的發展前景。

銀包銅粉的制備方法有很多種，最普遍采用的是化學置換還原法，即通過置換反應，用銀取代銅顆粒表面的銅，從而得到表面包覆型結構的鍍銀銅粉。但是這種方法首先需要對銅粉進行表面清潔、活化、敏化等預處理，且預處理過程中銅很容易再次被氧化。此外置換反應比較緩慢，置換出的銅離子優于銀離子吸附在銅顆粒表面，阻礙銀離子在銅顆粒表面的進一步置換，難以形成均勻的鍍層，導致包覆不嚴密，而且表面包覆的銀層較薄，在空氣中高溫燒結時很容易被氧化，難以形成均勻的導電層。有時還采用引入還原劑的方法來促進銀離子的還原，以獲得具有一定厚度均勻致密的銀包覆層，但加入還原劑容易導致銀的均相成核，不易于控制，且鍍銀液的穩定性較差，降低了銀的使用效率和包覆效果。

公告號為CN1130553A的專利公開了一種用于電磁屏蔽導電涂料的銅銀粉的制備方法，該法以銅粉為原料，選用乙二胺四乙酸及其鈉鹽作為銅離子螯合劑，草酸或者酒石酸作為還原劑，制備的銅銀粉表面最高銀含量僅有5%，不具備高溫抗氧化性。

公告號為CN101244459B的專利公開了一種采用稀土改性的化學鍍銀銅粉的制備方法，該法銅粉施鍍前采用清潔、活化、敏化及采用超聲波輔助，工藝比較復雜，成本較高。

公告號為CN1300381C的專利公開了一種導電復合銅粉及復合銅導體漿料的制備方法，該方法采用引入還原劑將銀離子的還原為銀并沉積在銅粉表面形成包覆型結構，采用的甲醛、水合肼等強還原劑使反應速度快，不易于減少銀的自發成核生長，降低了銀的使用效率。

公開號為CN101214547A的專利通過化學還原改變微米級銅銀顆粒的表面形貌布局，使其含有納米級結構表面，雖然降低了表面燒結或熔融溫度，但在高溫燒結時，氧很容易穿過表層使銅氧化，此外該體系未使用表面活性劑或超聲分散輔助，體系的分散性較差，在制備過程中顆粒間碰撞易團聚，使產物粒徑分布寬。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種成本低廉、操作簡單、反應易控、重復性好的一鍋法制備致密銀包銅粉的方法，且該銀包銅粉為球形，平均粒徑0.8～5微米之間，導電性能好，高溫抗氧化能力強，適合制作空氣中燒結的電極漿料。

技術方案：本發明提供一種銀包銅粉的制備方法，該方法包括以下步驟：

用硫酸銅和重量濃度為28%的氨水配制硫酸銅濃度為50～200克/升和氫氧化銨濃度為22～86克/升的銅氨水溶液；配制還原劑濃度為55～232克/升與分散劑濃度為8～15克/升的混合水溶液，在160轉/分的攪拌速度下將硫酸銅和還原劑摩爾比為1:1.05的兩種水溶液混合，溫度控制在30～90℃，在攪拌狀態下反應0.5～2小時，得到含銅粉的懸浮液。用硝酸銀和重量濃度為28%的氨水配制硝酸銀濃度為30～300克/升和氫氧化銨濃度為13～124克/升的銀氨水溶液，在攪拌狀態下將硝酸銀摩爾用量0.5～3倍的銅離子螯合劑加到含有銅粉的懸浮液中，然后在攪拌下按銀包銅粉中銀:銅質量比為35:65～65:35的比例，將銀氨水溶液加入到所述懸浮液中，溫度控制在30～80℃，繼續反應1～2小時，再補加硝酸銀摩爾用量的10%～50%的弱還原劑反應30分鐘，使殘留銀離子還原為銀，經靜置、過濾、洗滌、干燥處理后得到粒度為0.8～5微米的銀包銅粉。