專利名稱：Al-Ag合金粉末化學鍍銀的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金粉表面包覆金屬銀的方法，具體涉及一種在鋁合金粉表面直接通過化學鍍的方法包覆金屬銀，得到銀包覆鋁合金粉的制備方法，屬于化學鍍技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬銀具有良好的導電性以及裝飾性、抗菌性、可焊性、反光性、耐蝕性等特點，在航空航天、光學儀表、無線電通訊器材、激光等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，但銀同時具有容易遷移、價格昂貴等缺點，這在一定程度上制約了銀的使用。在其他材料基體表面包覆銀，既可以節(jié)省銀材料，而且能顯示金屬銀的特殊性能，并能充分發(fā)揮兩種材料的作用，因而包覆銀材料成為人們關(guān)注的熱點。目前已報道的銀包覆材料種類繁多，如鍍銀銅粉可用作電子漿料、電極材料、催化劑和電磁屏蔽材料等；鍍銀鎳粉用作彈性樹脂系統(tǒng)的填充料，生產(chǎn)高性能射頻干擾和電磁干擾屏蔽用導電墊片，以及要求具有良好導電性能的一些其他產(chǎn)品；空心或?qū)嵭牟Ａ⑶虮砻驽冦y可用作厚膜電路材料、電容器、墊圈和密封材料；鍍銀鋁粉作為一種功能性導電填料，可將其添加于涂料、粘合劑、油墨、塑料、橡膠，廣泛應(yīng)用于導電涂料、 電磁屏蔽材料、吸波材料、防靜電等領(lǐng)域。同其他鍍銀材料相比，鍍銀鋁粉具有質(zhì)輕、成本較低、耐腐蝕性好、色淺等優(yōu)點，有裝飾和高反射雙重效果。Al粉為兩性金屬，與其他金屬相比較而言，鍍覆難度大。目前報導的鍍銀鋁粉的制備方法主要有三種，一種是Al粉經(jīng)過活化敏化后，采用氧化還原反應(yīng)直接進行化學鍍銀， 該方法所得粉末均勻性不是很好，而且預(yù)處理工藝繁瑣。另一種是Al粉經(jīng)過表面預(yù)處理后進行化學鍍銅，再通過置換反應(yīng)鍍銀，該方法制得的合金粉銀層內(nèi)覆蓋一層銅，而且銅層置換鍍銀過程中，極易被氧化；還有一種方法是在Al粉表面包覆一層多胺類物質(zhì)或其他具有催化活性的物質(zhì)，然后在活性物質(zhì)表面進行化學鍍銀，此方法預(yù)處理工藝繁瑣，所得粉末為 Al-X-Ag復(fù)合粉末，具有很好的完整性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是克服上述存在的中間過渡層，提供一種以ΑΙ-iVg合金粉為原料，在其表面直接進行化學鍍銀的制備方法，該方法操作簡單便利、能耗低。ΑΙ-iVg合金粉末化學鍍銀的制備方法，其特征在于，主要包括以下步驟1)A1-Ag合金粉的制備采用真空霧化法制備ΑΙ-iVg合金粉；然后ΑΙ-iVg合金粉末預(yù)處理取Al-Ag合金粉，用濃度為0. 005-0. 03Wt%的NaOH溶液腐蝕，水洗；WAl-^Vg合金粉鍍銀在室溫常壓條件下，將合金粉置于硝酸銀溶液中進行前驅(qū)置換反應(yīng)；置換30min后，將該粉體分離出來，置于化學鍍銀還原液中，該還原液由葡萄糖、 硫脲、酒石酸、無水乙醇組成，銀鹽為銀氨溶液，在超聲條件下銀氨溶液逐滴滴入還原液中； 鍍覆結(jié)束后，水洗、真空干燥；:3)Al-iVg合金粉鍍銀粉末后處理對步驟幻得到的鍍銀粉末進行熱處理，真空條件或惰性氣體保護，240-600°C，池。
步驟1)中優(yōu)選Al-Ag合金粉中銀含量為0. 5-10wt% ；步驟2~)中硝酸銀溶液濃度優(yōu)選為10wt%，還原液中優(yōu)選葡萄糖的濃度27g/L、硫脲的濃度ang/L、酒石酸的濃度4g/L ； 銀氨溶液濃度優(yōu)選50g/L ；銀氨溶液滴入還原液中時，pH為11. 5-12. 5、溫度25_35°C，反應(yīng) 20-50min。本發(fā)明技術(shù)方案為粉末進行去氧化膜處理，同時也達到了粗化的作用，使得粉末與銀鹽的有效碰撞面積增大，增加了鍍層與基材間的接觸面；然后進行前驅(qū)置換反應(yīng)，前驅(qū)置換反應(yīng)后合金粉末顆粒表面包覆的一薄層銀具有自催化作用，可以直接進行化學鍍銀， 鍍銀后的粉末進行熱處理，可以增加銀層的附著力，同時使銀層更加均勻化，降低電阻率。 流程如圖1所示。本發(fā)明的優(yōu)點在于選用ΑΙ-iVg合金粉作為鍍銀基體，在前驅(qū)置換過程中，合金粉內(nèi)處于亞穩(wěn)態(tài)的Ag2Al相有利于表面新相銀顆粒的形核與長大，同時，由于大部分雜質(zhì)原子在晶界處的富集，造成了晶界與晶粒之間有電勢差，形成微電池，有利于前驅(qū)置換反應(yīng)的進行。此外，合金粉末采用NaOH溶液腐蝕后，既達到去除氧化膜的作用，又增加了鍍層與基材間的接觸面，有利于提高鍍層的結(jié)合強度。并且由于前驅(qū)置換鍍銀后，合金粉表面的銀具有自催化作用，不需要活化敏化，就可以直接進行化學鍍銀，對鍍銀后的粉末進行熱處理，提高銀層的附著力和均勻性。最后得到銀層包覆完整均勻、導電性能良好的ΑΙ-iVg粉體。工藝簡單易于操作，降低了成本和能耗。


圖1為本發(fā)明的反應(yīng)原理流程圖；圖2為霧化制取的呈球狀的Al-Ag合金粉圖；圖3為霧化制取的Al-Ag合金粉背散射圖；圖4為前驅(qū)置換鍍銀后的Al-Ag粉，表面包覆一薄層銀；圖5化學鍍后的Al-Ag合金粉，表面包覆完整、均勻、致密、光滑；圖6為前驅(qū)置換鍍銀時，不同時間的銀層沉積形貌，銀層首先從晶界處開始富集圖；圖7為化學鍍時由于銀的自催化作用，銀繼續(xù)沉積，而沒有銀的地方，銀層不繼續(xù)沉積的圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例詳細解釋本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。以下實施例反應(yīng)原理流程圖見圖1，霧化制取的呈球狀的ΑΙ-iVg合金粉見圖2，其背散射圖見圖3，合金相Ag2Al分布在晶界處；前驅(qū)置換鍍銀后的ΑΙ-iVg粉，其表面包覆一薄層銀，見圖4 ；化學鍍后的ΑΙ-iVg合金粉，表面包覆完整、均勻、致密、光滑，見圖5 ；前驅(qū)置換鍍銀時，不同時間的銀層沉積形貌，銀層首先從晶界處開始富集，見圖6 ；前驅(qū)置換反應(yīng) 15min，進行化學鍍的銀層沉積形貌，化學鍍時由于銀的自催化作用，銀繼續(xù)沉積，而沒有銀的地方，銀層不繼續(xù)沉積，見圖7。實施例11)A1-Ag合金粉的制備噴制銀含量為Iwt %的合金粉末。
4
2)Al-Ag合金粉的預(yù)處理取2g合金粉，用濃度為0. 02wt%的NaOH溶液腐蝕，看到有微細氣泡析出時，將去膜粗化后的合金粉迅速用去離子水洗3遍。:3)Al-iVg合金粉包銀在室溫常壓條件下，將合金粉置于濃度為10wt%的硝酸銀溶液中進行前驅(qū)置換反應(yīng)；置換30min后，將該粉體分離出來，置于IOOml的化學鍍銀還原液中，該還原液由葡萄糖07g/L)、硫脲Qmg/L)、酒石酸(4g/L)、無水乙醇等組成，銀鹽為銀氨溶液(50g/L)，在超聲條件下將50ml的銀氨溶液逐滴滴入還原液中，其pH為11. 5、溫度30°C，反應(yīng)20min ；鍍覆結(jié)束后，水洗、真空干燥。4)Al_iVg合金粉鍍銀粉末后處理將鍍銀粉末進行熱處理，溫度為300°C、40(TC、 500 V或600 V，真空條件下，保溫2h。實施例21)A1-Ag合金粉的制備噴制銀含量為3wt%的合金粉末。^Al-Ag合金粉的預(yù)處理取4g合金粉，用濃度為0.03wt%的NaOH溶液腐蝕，看到有微細氣泡析出時，將去膜粗化后的合金粉迅速用去離子水洗3遍。:3)Al-iVg合金粉包銀在室溫常壓條件下，將合金粉置于濃度為5wt%的硝酸銀溶液中進行前驅(qū)置換反應(yīng)；置換30min后，將該粉體分離出來，置于IOOml的化學鍍銀還原液中，該還原液由葡萄糖07g/L)、硫脲Qmg/L)、酒石酸(4g/L)、無水乙醇等組成，銀鹽為銀氨溶液(50g/L)，在超聲條件下將50ml的銀氨溶液逐滴滴入還原液中，其pH為12、溫度 30°C，反應(yīng)30min ；鍍覆結(jié)束后，水洗、真空干燥。4)Al_iVg合金粉鍍銀粉末后處理將鍍銀粉末進行熱處理，溫度分別為300°C、 400 V、500 V或600 V，真空條件下，保溫2h。實施例31)A1-Ag合金粉的制備噴制銀含量為5wt%的合金粉末。^Al-Ag合金粉的預(yù)處理取3g合金粉，用濃度為0. 02wt%的NaOH溶液腐蝕，看到有微細氣泡析出時，將去膜粗化后的合金粉迅速用去離子水洗3遍。:3)Al-iVg合金粉包銀在室溫常壓條件下，將合金粉置于濃度為10wt%的硝酸銀溶液中進行前驅(qū)置換反應(yīng)；置換40min后，將該粉體分離出來，置于IOOml的化學鍍銀還原液中，該還原液由葡萄糖07g/L)、硫脲Qmg/L)、酒石酸(4g/L)、無水乙醇等組成，銀鹽為銀氨溶液(50g/L)，在超聲條件下將50ml的銀氨溶液逐滴滴入還原液中，其pH為11. 5、溫度35°C，反應(yīng)30min ；鍍覆結(jié)束后，水洗、真空干燥。4)Al_iVg合金粉鍍銀粉末后處理將鍍銀粉末進行熱處理，溫度分別為300°C、 400 V、500 V或600 V，真空條件下，保溫2h。本實施例中粉末的電阻率，即基體銀含量為5wt%的鍍銀ΑΙ-iVg合金粉末熱處理前后的電阻率，經(jīng)過熱處理，粉末電阻率逐漸下降，熱處理溫度越高，電阻率越低，具體見表1.
權(quán)利要求
1.Al-Ag合金粉末化學鍍銀的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)Al-Ag合金粉的制備采用真空霧化法制備Al-Ag合金粉；然后ΑΙ-iVg合金粉末預(yù)處理取Al-Ag合金粉，用濃度為0. 005-0. 05Wt%的NaOH溶液腐蝕，水洗；(2)Al-Ag合金粉鍍銀在室溫常壓條件下，將合金粉置于硝酸銀溶液中進行前驅(qū)置換反應(yīng)；置換30min后，將該粉體分離出來，置于化學鍍銀還原液中，該還原液由葡萄糖、硫脲、酒石酸、無水乙醇組成，銀鹽為銀氨溶液，在超聲條件下銀氨溶液逐滴滴入還原液中；鍍覆結(jié)束后，水洗、真空干燥；(3)Al-iVg合金粉鍍銀粉末后處理對步驟C3)得到的鍍銀粉末進行熱處理，真空條件或惰性氣體保護，240-600°C，濁。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟⑴中ΑΙ-iVg合金粉銀含量為 0. 5-10wt%。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(2)中硝酸銀溶液濃度為10wt%，還原液中葡萄糖的濃度27g/L、硫脲的濃度ang/L、酒石酸的濃度4g/L ；銀氨溶液濃度優(yōu)選50g/L ； 銀氨溶液滴入還原液中時，PH為11. 5-12. 5、溫度25-35°C，反應(yīng)20-50min。
全文摘要
Al-Ag合金粉末化學鍍銀的制備方法，屬于化學鍍技術(shù)領(lǐng)域。取Al-Ag合金粉，用NaOH溶液腐蝕，水洗；在室溫常壓下，將合金粉置于濃度為硝酸銀溶液中進行前驅(qū)置換反應(yīng)；然后將該粉體分離出來，置于化學鍍銀還原液中，該還原液由葡萄糖、硫脲、酒石酸、無水乙醇組成，銀鹽為銀氨溶液，在超聲條件下銀氨溶液逐滴滴入還原液中；鍍覆結(jié)束后，水洗、真空干燥；對步驟得到的鍍銀粉末進行熱處理，真空條件，240-600℃，2h。最后得到銀層包覆完整均勻、導電性能良好的Al-Ag粉體。工藝簡單易于操作，降低了成本和能耗。
文檔編號C23C18/44GK102534585SQ20121001125
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月15日
發(fā)明者李冬梅, 李永卿, 王澈, 王群, 瞿志學 申請人:北京工業(yè)大學