專利名稱：一種鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)球形銀粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子漿料用金屬銀粉，特別適用于鈦酸鋇基陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)銀粉的工業(yè)化制備，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程做到環(huán)保生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
鈦酸鋇基陶瓷是一種半導(dǎo)體陶瓷材料。消除鈦酸鋇基陶瓷表面勢(shì)壘，使電極層與基體之間形成良好的歐姆接觸，其各種電性能才能得以體現(xiàn)。消除鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷表面勢(shì)壘，需在其表面制作一層歐姆電極層，該電極層通常通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝，印上歐姆電極漿料，再在500°C以上燒結(jié)而成。性能優(yōu)良的歐姆電極漿料需用超細(xì)銀粉制備。超細(xì)銀粉通常是指銀粉粒徑屬于0. 5-0. 1 μ m的功能性粉體，具有傳統(tǒng)粉體材料所不具有的高表面活性及催化活性等特征。優(yōu)異的超細(xì)球形銀粉對(duì)鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料的印刷性能、燒結(jié)性能和附著力等關(guān)鍵參數(shù)起著至關(guān)重要的作用，尤其是銀粉表面吸附的有機(jī)物對(duì)歐姆電極漿料的歐姆接觸特性影響很大，直接決定了鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷電極銀漿性能的優(yōu)劣。當(dāng)前公知的超細(xì)銀粉制備方法主要有化學(xué)沉積法和機(jī)械法等。但是在超細(xì)銀粉生產(chǎn)過(guò)程中，大多以正丁醇、乙醇等有機(jī)介質(zhì)作為反應(yīng)介質(zhì)，以甲醛、水合胼等有毒試劑作為還原劑，分散劑種類繁多，銀粉制備出后還需通過(guò)丙酮、乙醇等有機(jī)試劑多次清洗，洗滌周期長(zhǎng)，且對(duì)生態(tài)和成本造成嚴(yán)重污染和浪費(fèi)。中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2004年9月1日公開(kāi)的發(fā)明專利《一種制取粒徑在0. 3 3. 0 μ m之間的球形銀粉的方法》公開(kāi)號(hào)1164388C，該發(fā)明制取超細(xì)銀粉的粒度太大，使用該種類超細(xì)銀粉配制鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料，歐姆接觸性能和附著力會(huì)非常差，燒成溫度窄，且其采用乙醇清洗。中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2006年 1月4日公開(kāi)的發(fā)明專利《超細(xì)銀粉的表面處理方法》公開(kāi)號(hào)1234492C，該發(fā)明制取超細(xì)銀粉粒徑過(guò)大，工藝操作復(fù)雜，不能滿足鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了制備低成本、綠色環(huán)保、流程簡(jiǎn)單易行、性能優(yōu)異的超細(xì)銀粉制備方法，能夠達(dá)到制備鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料的目的，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化推廣。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)球形銀粉的制備方法，其特征在于包括步驟1)配制濃度為50-500g/L的AgNO3溶液，在200_500r/min高攪拌轉(zhuǎn)速下加入AgNO3 質(zhì)量的0. 01-1. Owt%的高分子分散劑；2)采用NaOH或者Na2CO3調(diào)節(jié)硝酸銀溶液的pH值至8. 0_12，使AgNO3轉(zhuǎn)化為Ag2CO3 或Ag2O,利于生成球形度完整的超細(xì)銀粉；3)滴加AgNO3質(zhì)量的0.01-0. 5wt%的另一種高分子分散劑或者AgNO3質(zhì)量的0. 1-2. 0襯％醇類，增加體系的分散性，利于氣體冒出。將反應(yīng)體系溫度升高到80-95°C，促使反應(yīng)完全，提高銀粉純度；4)加入相當(dāng)于反應(yīng)摩爾量1.2-2.0倍的還原劑，發(fā)生還原反應(yīng)至無(wú)氣泡冒出，反應(yīng)過(guò)程中加入AgNO3質(zhì)量的0. 5-10wt%的消泡試劑；5)將攪拌速度由200-500r/min調(diào)至40-160r/min，攪拌保溫0. 5_2h，形成超細(xì)銀
粉顆粒聚集體，增加沉降速度，提高洗滌效率；6)采用自然沉降法，按照粉體與去離子水體積比為1 8-10洗滌反應(yīng)后的沉淀物 5-8次，3-4小時(shí)洗滌完畢；7)洗滌完畢后的沉淀物放入40°C _120°C烘箱中烘干。上述步驟(1)所述的高分子分散劑選自聚乙烯醇、疏水改性聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、阿拉伯樹(shù)脂、松香樹(shù)脂中的一種，步驟(3)中高分子分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮、疏水改性聚丙烯酸酯、磷酸三丁酯中的一種，所述的還原劑選自丙三醇、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、雙氧水、抗壞血酸、葡萄糖其中一種，消泡劑選自乙醇、仲辛醇、松油醇中一種，醇類選自松油醇、乙醇、仲辛醇、丙三醇、三乙醇胺、二乙醇胺中的一種或多種。優(yōu)化的是步驟(1)所述的高分子分散劑選用聚乙烯醇、松香樹(shù)脂中的一種，步驟 (3)中高分子分散劑選用聚乙烯吡咯烷酮，所述的還原劑選用丙三醇或三乙醇胺，消泡劑選用乙醇，醇類選用松油醇。同一濃度的AgNO3溶液，在高分子分散劑及濃度的不同時(shí)，生成不同粒徑的超細(xì)銀粉。一般而言，高分子分散劑的分散效果越好，濃度越大，生成銀粉的粒徑越小。所述的NaOH或者Na2CO3的滴加速度不同，生成超細(xì)銀粉的粒徑不同，滴加速度越快生成超細(xì)銀粉的粒徑越大，反應(yīng)完全程度不同。在Ag2COjn Ag生成階段，選用200-500r/min高攪拌轉(zhuǎn)速；反應(yīng)完畢后增加銀粉保溫聚集階段，降低攪拌轉(zhuǎn)速至40-140r/min，生成超細(xì)銀粉顆粒聚集體，提高洗滌效率，且該聚集體可通過(guò)軋料等方式再分散。攪拌保溫時(shí)間越長(zhǎng)，生成超細(xì)銀粉顆粒聚集體越大，洗滌效率越高。表1.制備超細(xì)銀粉的主要技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)球形銀粉的制備方法，其特征在于包括步驟1)配制濃度為50-500g/L的AgNO3溶液，在200-500r/min高攪拌轉(zhuǎn)速下加入AgNO3質(zhì)量的0. 01-1. Owt%的高分子分散劑；2)采用NaOH或者Na2CO3調(diào)節(jié)硝酸銀溶液的pH值至8.0-12,使AgNO3轉(zhuǎn)化為Ag2CO3或 Ag2O,利于生成球形度完整的超細(xì)銀粉；3)滴加AgNO3質(zhì)量的0.01-0.5wt %的另一種高分子分散劑或者AgNO3質(zhì)量的 0. 1-2. 0襯％醇類，增加體系的分散性，利于氣體冒出。將反應(yīng)體系溫度升高到80-95°C，促使反應(yīng)完全，提高銀粉純度；4)加入相當(dāng)于反應(yīng)摩爾量1.2-2. 0倍的還原劑，發(fā)生還原反應(yīng)至無(wú)氣泡冒出，反應(yīng)過(guò)程中加入AgNO3質(zhì)量的0. 5-10wt%的消泡試劑；5)將攪拌速度由200-500r/min調(diào)至40-160r/min，攪拌保溫0.5_2h，形成超細(xì)銀粉顆粒聚集體，增加沉降速度，提高洗滌效率；6)采用自然沉降法，按照粉體與去離子水體積比為1 8-10洗滌反應(yīng)后的沉淀物5-8 次，3-4小時(shí)洗滌完畢；7)洗滌完畢后的沉淀物放入40°C-120°C烘箱中烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)球形銀粉的制備方法，其特征在于步驟(1)所述的高分子分散劑選自聚乙烯醇、疏水改性聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、阿拉伯樹(shù)脂、松香樹(shù)脂中的一種，步驟(3)中高分子分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮、 疏水改性聚丙烯酸酯、磷酸三丁酯中的一種，所述的還原劑選自丙三醇、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、雙氧水、抗壞血酸、葡萄糖其中一種，消泡劑選自乙醇、仲辛醇、松油醇中一種，醇類選自松油醇、乙醇、仲辛醇、丙三醇、三乙醇胺、二乙醇胺中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)球形銀粉的制備方法，其特征在于步驟(1)所述的高分子分散劑選用聚乙烯醇、松香樹(shù)脂中的一種，步驟 (3)中高分子分散劑選用聚乙烯吡咯烷酮，所述的還原劑選用丙三醇或三乙醇胺，消泡劑選用乙醇，醇類選用松油醇。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料用超細(xì)球形銀粉的制備方法，包括制備硝酸銀溶液，高速攪拌下加入高分子分散劑，調(diào)節(jié)硝酸銀溶液的pH值到8-12；再依次加入另一種高分子分散劑、還原劑、消泡劑，最后用去離子水洗滌，烘干得到成品。本發(fā)明巧妙地利用高低攪拌轉(zhuǎn)速的變化和增加攪拌保溫，形成表面有機(jī)化的超細(xì)銀粉顆粒聚集體，大大加快銀粉沉降速度；選用具有分散功能的有機(jī)試劑、高分子表面活性劑作為消泡劑，同時(shí)增強(qiáng)了分散功能和消泡功能；選用的合宜的高分子分散劑、還原劑、消泡劑和醇類，制得純度高、球形度完整的超細(xì)銀粉，制成鈦酸鋇基半導(dǎo)體陶瓷歐姆電極漿料后擁有優(yōu)異的附著力和歐姆接觸性能，燒成溫度范圍廣、附著力強(qiáng)；該制備方法無(wú)毒性，成本低，環(huán)境友好。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102211206SQ20111013611
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者譚晶 申請(qǐng)人:華東微電子技術(shù)研究所合肥圣達(dá)實(shí)業(yè)公司