银包铜双金属粉的研制

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gksd2009
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随着经济建设的发展,人们对自然资源的利用要求逐渐提高,金属铜在人们的生活中扮演了非常重要的角色,但是金属铜粉由于比表面积大,具有非常高的吉布斯自由能,在常温条件下易氧化而失去其原有的导电性能。金属银粉性能稳定,但是价格昂贵,使得其应用受到多方面的限制,随着人们对金属粉体材料的要求日渐提高,研制具有抗氧化性能的铜银双金属粉是众多厂商降低生产成本的需要。  本文以制备包覆型铜银双金属粉的制备为研究对象,采用离子掩蔽-化学置换法,经过工艺条件优化,制备出具有良好抗氧化能力的铜银双金属粉。同时对微米级铜粉的制备和铜银双金属粉导电浆料的制备也进行了探讨,主要研究工作如下:  (1)采用液相还原法制备微米级铜粉并进行预处理  以抗坏血酸作为液相还原剂,在溶液中还原硫酸铜而制得铜粉,反应过程中抗坏血酸与硫酸铜的摩尔比控制在1.4:1左右,控制反应温度为50℃,体系 pH值在7.0左右,制备过程中选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为分散剂。  对制得的铜粉进行预处理,先选用5%稀硫酸溶液对铜粉进行酸洗,SnCl2为敏化剂、PdCl2为活化剂分别处理10min,预处理选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG-600)和聚丙烯酰胺(PAM)混合试剂作为分散剂。  (2)采用离子掩蔽-化学置换法制备铜银双金属粉并应用于导电浆料的制备在化学置换反应中添加铜离子掩蔽剂,与体系中游离铜离子生成稳定的络合  物,为银在铜粉表面沉积提供有利条件,实验过程中选用AgNO3作为置换液,离子掩蔽剂掩蔽选用盐、有机酸、醇类并与体系中铜离子的摩尔比控制在1.25:1左右,实验过程中pH值在反应前期设定在4.0左右,随反应进行缓慢调至11.0左右,在惰性气体保护条件下多次包覆。通过透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDX)分析,银在铜粉表面实现了均匀完全包覆,颗粒呈圆片状结构,粒度分布为500~800nm,分散性良好。通过热重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)分析,升温至600℃,增重率仅为0.22%,且铜粉表面的Cu2O的特征吸收峰几乎没有,在高温条件下具有非常良好的导电性能和抗氧化性能。  制备烧渗型导电浆料,选用自制的铜银双金属粉作为导电填料,硅酸盐系玻璃粉作为无机粘结剂,加入自制的改性环氧树脂,以异丙醇和醋酸做为稀释剂,混合均匀后制备成导电浆料。制备的浆料用丝网印刷法涂覆在陶瓷表面,涂覆后先在120℃至150℃条件下真空干燥,然后在300℃、600至850℃条件下分段焙烧,可以发现在分段焙烧阶段,发现850℃下制备的导电涂层其导电性最好。
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