[發明專利]一種活性層改性鈦基材導電材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310540027.5
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103556177A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 唐電;魏宗平;王欣;翁衛祥;王萍;易中華;郭添福;魏喆良
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C25B11/10
• 分類號: C25B11/10;C23C28/00;C23C20/08;C23C18/44
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于導電材料制備技術領域，具體涉及一種活性層改性鈦基材導電材料及其制備方法。

背景技術

1967年貴金屬氧化物問世后，為化學工業提供了具有高催化性能的涂層材料。最早出現的貴金屬氧化物電極的成功配方是?Ru－Ti?氧化物被覆鈦陽極。為了在鈦基材上獲得高活性和高耐蝕性的電極材料，本研究小組提出了《帶有氧化物種子層的電化學工業鈦陽極》，最近已獲得中國發明專利（專利號：200610135245.0）。這種帶有精細氧化物種子層的鈦陽極，通過具有納米尺度的貴金屬氧化物種子對基材的改性，可進一步提高活化材料表層的電催化性能。以金屬鈦和金屬鋯為主的金屬或合金材料構件屬于難鍍材料，是由于表面容易生成氧化物，影響了以它們為基材的導電材料和器件的制備，本研究團隊最近提出了《采用活性氧化物改性基材的銀鍍層及其制備方法》的發明專利，已獲得受理（專利號：201110348981.5）。采用這一技術已成為高導電材料制作的關鍵技術。然而，這一技術主要是采用了以含稀貴金屬Ru為主的活性氧化物層，仍然存在成本偏高的缺陷，而且結構上與后續銀鍍層存在明顯的不同。為此，本團隊針對鈦基材導電材料的制備進行了大量的研究，提出了一種改良型的活性涂層改性的新技術。本研究小組認為采用這一活性層改性的新技術不僅可以減少貴金屬釕的投放，而且使得后續的銀鍍層的晶體結構、覆層組織、與基材的結合力都得到改善，從而進一步提高材料和器件的導電性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種活性層改性鈦基材導電材料及其制備方法，可以獲得結合狀態良好，且具有結構精細、組織致密的銀鍍層。獲得的鍍銀材料和器件可應用與電子、電力和儀表工業。制備方法簡單，可操作性強，原料易得，成本低。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種活性層改性鈦基材導電材料是鈦基材經含銀活性層改性后，再進行銀鍍層的沉積。

所述的含銀活性層為Ag+(Ti,Ru)O₂復合涂層。

所述的含銀活性層中Ag、Ti和Ru的摩爾比為28～36：63～57.6：9～6.4。

制備方法包括以下步驟：

（1）鈦基材預處理：

鈦基材的預處理包括去污、酸洗、水洗、烘干和氧化步驟；

（2）鈦基材的含Ag活性層改性處理：

以AgNO₃、Ti(OBu)₄和Ru(NO₃)₃為源物質，按Ag、Ti和Ru的摩爾比為28～36：63～57.6：9～6.4稱取各源物質，分別溶于檸檬酸的乙醇溶液，混合形成活性漿液，配制成含Ag的Ti-Ru氧化物溶膠漿液，將此溶膠漿液涂覆于經預處理的鈦基材上，經加熱固化、氧化燒結、出爐冷卻、退火得到改性鈦基材；

（3）銀鍍層的制備：

銀鍍層采用非水溶液的沉積法制備：將AgNO₃溶解于含2-羥基-5-仲辛基-3-3氯二苯甲銅肟和膦酸二乙基已基酯的柴油中，得到柴油載銀溶液；將對苯二酚溶解于丙酮；柴油載銀溶液和對苯二酚的丙酮溶液按6:1的體積比混合，形成鍍銀液，將步驟（2）的改性鈦基材在鍍銀液中浸鍍，即獲得銀鍍層。

本發明的顯著優點在于：

（1）本發明解決了難鍍鈦基材制備導電覆層的困難性，采用通過預處理獲得金紅石TiO₂表層，利用含Ag+(Ti,Ru)O₂的活性層改性的方法，可以保持它與鈦基材，以及它與銀鍍層之間的良好結合狀態，最終得到在基材上有良好的結合強度的銀鍍層。

（2）本發明采用了Ru含量較低的活性氧化物層的改性方法，避免了前技術需要高Ru的活性涂層的采用，在保持了活性材料導電能力的基礎上，降低了導電材料的制作成本，利于大規模的工業生產。

（3）本發明采用的含Ag+(Ti,Ru)O₂的活性層改性的方法，在活性層中含有約40%的Ag顆粒和60%的金紅石Ti基氧化物,可以提高銀導電層的結合能力和銀鍍層的質量，包括的尺度精細、組織致密和平鋪能力良好的鍍層，獲得的材料非常適用于微納米電子工業，擴大了在高端工業技術領域的應用和推廣。

（4）本發明提供的活性層的工藝，在鈦基材上獲得銀鍍層，制備方法簡單，可操作性強，原料易得，成本低。

附圖說明

圖1為經Ag+(Ti,Ru)O₂活性層改性的鈦基材，采用有機溶液沉積方法制備的銀覆層的原子力顯微照片。