[發明專利]一種超細鎳粉的制備方法

在審

• 申請號: 201310683497.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103722178A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 楊國啟;鄭愛國;王東新;羅文;李軍義;張麗;孫磊
• 申請（專利權）人: 寧夏東方鉭業股份有限公司;國家鉭鈮特種金屬材料工程技術研究中心
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本發明涉及一種超細鎳粉的制備方法。

背景技術

隨著國際MLCC（片式多層陶瓷電容器，Multi-layer?ceramic?capacitors）市場競爭的日益激烈，其銷售價格以每年超過10％的速度持續下降。所以，如果MLCC企業不降低成本，就無法在市場激烈的競爭中生存。對于MLCC的材料成本結構，其中瓷粉(介質材料)占26.7％，漿料(電極材料)占66.4％，粘結劑(輔助材料)占6.9％。漿料的成本在未來還有70％的下降空間；而瓷粉成本的下降空間已經不大；能否在市場競爭中取勝，關鍵在于是否能夠掌握賤金屬替代貴金屬作電極的技術。

在MLCC內電極賤金屬化方面，超細鎳粉由于具有良好的導電性、高熔點和低成本等優點，而成為傳統MLCC電極材料Pd、Ag合金或純Pd電極的替代品。但國內的鎳粉無論從產量或質量都不能滿足市場的需求，尤其是超細鎳粉的生產，更是捉襟見肘。由于MLCC內電極對超細鎳粉除了在化學成份，雜質含量方面存在較高要求外，還對產品的物理性能，包括粉末粒度、表面性能、顆粒形狀、粒度分布、結晶性、振實密度等提出了更高的要求，我國鎳粉的生產技術和工藝裝備與發達國家相比還存在一定差距。因此，許多MLCC生產企業為了保證產品質量穩定，目前主要采用進口超細鎳粉作原料。這在很大程度上限制了我國MLCC工業的發展。

近年來，有關超細鎳粉的制備研究，國內外都有不少報道，超細鎳粉作為一種功能材料，在電子工業上具有廣闊的應用前景。尤其近年來，隨著銀價的不斷高漲，以較為廉價且無“遷移”問題的鎳粉作為替代材料，越來越成為導電漿料發展的趨勢。作為導電材料使用的鎳粉不但要有很高的純度，而且其粒度、形狀、常溫保存時的抗氧化性(即耐候性)等也是評價其品質的重要依據。如用于陶瓷電容器外部電極的導電膠中使用的鎳粉，要求具有0.5μm以下且較為均勻的粒度分布。

鎳粉的制備方法有很多，大致可以分為物理和化學的方法。物理制備工藝有蒸發冷凝法、電爆炸絲法、霧化法、高能球磨法等；化學制備有微乳液法、電解法、化學氣相沉積法、羰基鎳分解法、液相還原法等。目前的部分專利技術都可以制取球形度好、分散性好、粒度很細的粉末。但部分專利受限于成本，不適于大規模生產；也有部分專利對設備要求較高，但產率較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種超細鎳粉的制備方法，該方法制備的鎳粉成本低、粒度小、粒度分布和分散性良好。

一種超細鎳粉的制備方法，其特別之處在于，包括如下步驟：

（1）首先準備原料：

分別取六水合硫酸鎳、80％水合肼、檸檬酸、NaOH、去離子水、無水乙醇、丙酮、聚乙烯吡咯烷酮待用；

（2）其次溶液配制：

將六水合硫酸鎳與檸檬酸溶于去離子水中配制得硫酸鎳溶液，其中硫酸鎳溶液中硫酸鎳濃度為0.5～2.0mol·L^-1，而檸檬酸／Ni的摩爾比為0.005～0.01：1；

將NaOH和80％水合肼混合溶于去離子水中配制得到與硫酸鎳溶液等體積的還原劑溶液，該還原劑溶液中NaOH濃度為0.5～2.5mol·L^-1，水合肼的濃度為0.5～3.0mol·L^-1；

（3）最后進行反應：

在攪拌條件下，首先在硫酸鎳溶液中加入作為晶種的超細鎳，分別將硫酸鎳溶液和還原劑溶液于恒溫水浴中加熱，控制溫度60～70℃，然后將還原劑溶液加入至硫酸鎳溶液中進行反應，控制還原劑流量50mL/min～120mL/min；

待反應1～3小時后將生成的鎳粉離心分離，得到的濕粉依次用去離子水、無水乙醇、丙酮洗滌，而后以濃度為5%～10%聚乙烯吡咯烷酮的丙酮溶液為分散介質，用超聲波分散，再離心分離，干燥后制得100nm～700nm灰黑色超細鎳粉。

步驟（3）中作為晶種的超細鎳和硫酸鎳溶液中鎳的摩爾比為0.001～0.01：1，超細鎳為0.1～0.2μm的鎳顆粒。

步驟（3）中的晶種在使用前先在濃度為5%～10%的聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中用超聲波分散5min。

步驟（3）中在攪拌條件下是指攪拌速率為100rpm～400rpm。

步驟（3）中的干燥是指在真空干燥箱中30℃～80℃下干燥10小時～20小時。

步驟（2）中的還原劑溶液中NaOH和水合肼的摩爾比為4:1。