專利名稱：金屬鎳粉，其制備方法，導電膏和多層陶瓷電容器的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及金屬鎳粉及其制備方法。本發(fā)明還涉及一種多層陶瓷電容器(MLCC)。
2.相關(guān)技術(shù)描述多層陶瓷電容器(MLCCs)是多層薄的介電層和多個內(nèi)電極的疊層結(jié)構(gòu)。這種MLCCs即使以小的體積也能實現(xiàn)大的電容，因此廣泛用于各種電子設(shè)備如計算機和移動通訊設(shè)備中。
已經(jīng)使用Ag-Pd合金作為MLCCs的內(nèi)電極材料。由于其在空氣中的燒結(jié)性能，可以很容易地用Ag-Pd合金來制造MLCCs。然而，Ag-Pd合金的價格昂貴。從20世紀90年代末期開始，為了降低MLCCs的制造成本，使用廉價的鎳作為內(nèi)電極材料。由含有金屬鎳粉的導電膏制造MLCCs的鎳內(nèi)電極。
金屬鎳粉通過氣相法或液相法制備。由于金屬鎳粉的形狀和雜質(zhì)相對容易控制，所以氣相法得到了廣泛地應用。然而，氣相法不適于形成細粉和大規(guī)模生產(chǎn)。另一方面，液相法適于大規(guī)模生產(chǎn)，而且其初始投資和工藝成本低。
液相法分為兩種類型。在第一種類型中，使用氫氧化鎳作為轉(zhuǎn)化為金屬鎳粉的起始材料。在第二種類型中，除氫氧化鎳之外使用鎳前體材料，如鎳鹽和氧化鎳作為轉(zhuǎn)化為金屬鎳粉的起始材料。
第一種類型相當簡單。然而，其缺點在于起始材料的氫氧化鎳昂貴，且金屬鎳粉的粒徑不容易控制。
第二種類型盡管相對復雜，但有優(yōu)點。即可以使用廉價的鎳前體材料如硫酸鎳、氯化鎳和乙酸鎳作為起始材料，并且粉末粒徑易于控制在幾納米到幾百納米的范圍內(nèi)。
在美國專利U.S 4,539,041和6,120,576中公開了液相法的示范性例子。
美國專利U.S 4,539,041公開了一種通過將金、鈀、鉑、銥、鋨、銅、銀、鎳、鈷、鉛或鎘的氧化物、氫氧化物或鹽分散在作為還原劑的液態(tài)多羥基化合物中，隨后加熱來制備金屬粉末的方法。
美國專利U.S 6,120,576公開了一種制備金屬鎳粉末的方法，其包括以下步驟將氫氧化鈉水溶液與硫酸鎳水溶液混合以生成氫氧化鎳；用肼還原得到的氫氧化鎳以產(chǎn)生鎳；回收這樣制得的鎳。
相對于其它類型的鎳化合物，由于氫氧化鎳容易被還原，所以經(jīng)常使用其作為在液相法中的起始材料或中間體。
在第二種類型中，加入堿以將鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為氫氧化鎳。常用的堿為氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)。這種情況下，諸如鈉(Na)和鉀(K)這樣的雜質(zhì)殘留在金屬鎳粉末的表面上。由于鈉和鉀具有低的表面能，因此很難將它們從金屬鎳粉末中除去。
用于高電容MLCCs的金屬鎳粉必須具有較高的導電性，且含有少量對電介質(zhì)電容有負作用的雜質(zhì)。堿金屬如鈉和鉀會降低鎳電極的導電性和電介質(zhì)的電容。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種制備堿金屬含量低的金屬鎳粉的方法。
本發(fā)明還提供堿金屬含量低的金屬鎳粉。
本發(fā)明還提供一種含堿金屬量低的金屬鎳粉的導電膏。
本發(fā)明還提供一種包含一種堿金屬含量低的鎳內(nèi)電極的多層陶瓷電容器(MLCC)。
附圖簡述參考附圖，通過對示范性實施方案的詳細描述，本發(fā)明的上述及其它特點和優(yōu)點會變得更明顯，其中

圖1和2分別是根據(jù)本發(fā)明實施方案的金屬鎳粉的掃描電子顯微鏡(SEM)照片和X-射線衍射(XRD)分析結(jié)果；圖3和4分別是根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的金屬鎳粉的SEM照片和XRD分析結(jié)果；
圖5和6分別是根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的金屬鎳粉的SEM照片和XRD分析結(jié)果；圖7和8分別是根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的金屬鎳粉的SEM照片和XRD分析結(jié)果；圖9和10分別是根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的金屬鎳粉的SEM照片和XRD分析結(jié)果；圖11和12分別是根據(jù)對比例的金屬鎳粉的SEM照片和XRD分析結(jié)果；圖13和14分別是根據(jù)另一個對比例的金屬鎳粉SEM照片和XRD分析結(jié)果；以及圖15是根據(jù)本發(fā)明的多層陶瓷電容器(MLCC)的一個例子。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種制備金屬鎳粉的方法，包括加熱包含有機堿、鎳前體化合物和多羥基化合物的混合物，其中通過由有機堿和多羥基化合物的還原作用，而將鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為金屬鎳。
如通過實驗知道的，在約9-11的PH值下，鎳前體化合物最易于還原為金屬鎳。有機堿主要用于調(diào)節(jié)混合物的PH值到合適的值。在本發(fā)明中，用有機堿而不是堿金屬的氫氧化物，如NaOH和KOH。因此，可以避免把堿金屬雜質(zhì)如鈉、鉀引入到金屬鎳粉末中。
有機堿的例子包括氫氧化四甲銨(TMAH)、氫氧化四乙銨(TEAH)、氫氧化四丁銨(TBAH)、氫氧化四丙基銨(TPAH)、氫氧化三甲基芐基銨、氫氧化二甲基二乙基銨、氫氧化乙基三甲銨、氫氧化四丁磷、三甲胺(TMA)、二乙胺(DEA)和乙醇胺，它們可以單獨使用或組合使用。
對混合物中的有機堿含量沒有特別的限制。例如，混合物中所包含的有機堿量要使混合物的初始PH值優(yōu)選為約9或更高，更優(yōu)選的為約10或更高。再舉一個說明的例子，基于1摩爾鎳前體化合物，混合物中有機堿的初始含量為約1-10摩爾。
對鎳前體化合物沒有特別的限制，只要它是一種在有機堿存在下能被多羥基化合物還原為金屬鎳的含鎳化合物。這種鎳前體化合物可以是氧化鎳(NiO)、鎳鹽等。鎳鹽的例子包括硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳、溴化鎳、氟化鎳、乙酸鎳、乙酰丙酮鎳和氫氧化鎳。這些鎳前體物可以單獨使用或組合使用。
多羥基化合物用作溶解有機堿和鎳前體化合物的溶劑。多羥基化合物也用作將鎳前體化合物還原為金屬鎳的還原劑。多羥基化合物是具有兩個或更多羥基的醇類化合物。美國專利U.S 4,539,041中公開了用作還原劑的多羥基化合物的例子。
多羥基化合物的例子包括二醇的脂族二元醇和脂族二元醇聚酯。
脂族二元醇的例子包括有C2-C6主鏈的烷撐二醇，如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和己二醇；以及由烷撐二醇如聚乙二醇衍生的聚亞烷基二醇，。
脂族二元醇的另一個例子包括二甘醇、三甘醇和二丙二醇。
多羥基化合物的另一個例子包括是三元醇的丙三醇。
多羥基化合物并不局限于上述基于多羥基化合物的化合物。這些基于多羥基化合物的化合物可以單獨或組合使用。
更優(yōu)選地，多羥基化合物可以是1，2-亞乙基二醇，二甘醇、三甘醇、四甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、雙丙甘醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇或2，3-丁二醇。
對混合物中多羥基化合物的初始含量沒有特別的限制。多羥基化合物的初始含量可由鎳前體化合物的溶解度適當?shù)卮_定。例如，在早期階段，混合物中所含的多羥基化合物的量要使鎳前體化合物的濃度為約0.01-0.5摩爾。
為了便于將鎳前體化合物還原為金屬鎳，本發(fā)明的方法包括加熱含有機堿、鎳前體化合物和多羥基化合物的混合物。在本發(fā)明中，“加熱”的意思為升高含有機堿、鎳前體化合物和多羥基化合物的混合物的溫度至超過室溫，具體地是約20℃的溫度。例如，加熱意味著將放置在反應容器中溫度低于室溫的多羥基化合物、溫度低于室溫的有機堿、溫度低于室溫的鎳前體化合物的混合物的溫度升至高于室溫的溫度。又例如，加熱僅意味著將溫度高于室溫的多羥基化合物、溫度低于室溫的有機堿、溫度低于室溫的鎳前體化合物放置于反應容器中。加熱過程中的溫度可以是一個恒定值或可以在高于室溫的預定范圍內(nèi)逐漸變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明范圍內(nèi)使用其它各種容易的加熱方法。
更優(yōu)選地，為了進一步促進還原，加熱溫度可以至少為約45℃。
通常，隨著加熱溫度上升，還原更易于進行。然而，在高于某溫度下，還原促進發(fā)生飽和，并且會導致反應物變質(zhì)?？紤]到這點，加熱的溫度優(yōu)選為350℃或更低。
多羥基化合物用作有機堿和鎳前體化合物的溶劑，并用作還原劑。因此，在加熱過程中，必須使多羥基化合物必須保持在液相。
本發(fā)明的方法可以在開放的或密閉的容器中進行。如果加熱的溫度超過多羥基化合物的沸點和/或有機堿的沸點，優(yōu)選使用密閉容器。
在使用密閉容器的情況下，當加熱的溫度超過多羥基化合物的沸點和/或有機堿的沸點時，反應容器的內(nèi)部壓力增加，但是可以使多羥基化合物和有機堿保持在液相。密閉容器的內(nèi)氣相區(qū)和液相區(qū)具有合適的體積比。
本文中使用的開放或密閉的容器包括冷凝器或回流冷凝器。
加熱過程中，混合物的組成隨時間變化。在加熱的早期階段，混合物包括有機堿、鎳前體化合物和多羥基化合物。當鎳前體化合物還原為金屬鎳進行時，鎳前體化合物與金屬鎳顆?？梢怨泊嬗诨旌衔镏?。在使用除氫氧化鎳以外的鎳前體化合物的情況下，部分鎳前體化合物能夠轉(zhuǎn)化為氫氧化鎳，然后還原為金屬鎳粉。剩余的鎳前體化合物可以被直接還原為金屬鎳粉而不轉(zhuǎn)化為氫氧化鎳。預定時間后，基本將全部鎳前體化合物都被還原為金屬鎳粉。加熱時間依照加熱的溫度而變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地找到合理的加熱時間，因此，加熱時間不是實施本發(fā)明的重要因素。
在本發(fā)明方法的另一個實施方案中，混合物還可以含有水。這種情況下，將鎳前體化合物還原成金屬鎳通常分兩步進行。
在第一步中，主要是發(fā)生鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為氫氧化鎳。這是因為，有機堿與水的反應產(chǎn)生了更多的氫氧根離子，這樣產(chǎn)生的氫氧根離子促進了氫氧化鎳的形成。在第一步中，大量的鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為氫氧化鎳，并且通過蒸發(fā)除去了混合物中大部分水。
在第二步中，主要是發(fā)生將氫氧化鎳還原為金屬鎳。是氧化劑的水會抑制氫氧化鎳的還原。然而，由于在第一步中已經(jīng)除去了水，所以在第二步中的氫氧化鎳的還原未受到不良的影響。
上述的兩個步驟可以連續(xù)實施而不必明顯分開。
上述兩個步驟可以在恒定的加熱溫度下進行。這種情況下，加熱溫度優(yōu)選為高于水的沸點。具體地說，加熱溫度范圍優(yōu)選為約100-350℃之間。在第一步中，蒸發(fā)的水可以使用回流冷凝器進行冷凝后回到混合物中或可以連續(xù)地從反應器中排出。在前一種情況下，為了實施第二步，在水的回流停止后，蒸發(fā)的水必須從反應器中排出。
第一步可在不同于第二步的加熱溫度下進行。這種情況下，第一步可以在低于水的沸點的溫度下進行，第二步可以在高于水的沸點的溫度下進行。例如，第一步可以在約為45-100℃的加熱溫度下進行，第二步可以在約100-350℃的加熱溫度下進行。
在上述兩個步驟中，絕大部分的鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為氫氧化鎳，然后還原為金屬鎳粉。只有少量的鎳前體化合物直接還原為金屬鎳粉。由于反應途徑的一致，由含水混合物制得的金屬鎳粉末具有均勻的形狀和窄的粒徑分布。
在進一步向混合物中加入水的情況下，對混合物中水的初始含量沒有特別的限制。例如，基于1摩爾有機堿，混合物中水的初始含量范圍是約0.1-約10摩爾。
在本發(fā)明方法的另一個實施方案中，混合物還可以含有一元醇(mono-ol)。該一元醇是帶有一個羥基的直鏈或支鏈醇類化合物。一元醇的例子包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇和己醇。對混合物中一元醇的初始含量沒有特別的限制。例如，基于1摩爾有機堿，混合物中一元醇的初始含量可以為約0.1-10摩爾。
在本發(fā)明的方法的另一個實施方案中，混合物中可進一步的含有成核劑。成核劑用于使還原后析出的金屬鎳粉具有更均勻的粒徑。成核劑可以是K2PtCl4、H2PtCl6、PdCl2、AgNO3。對混合物中成核劑的含量沒有特別的限制。例如，基于1摩爾鎳前體化合物，混合物中成核劑的含量可以為1/10,000到2/1,000摩爾范圍內(nèi)。典型地，混合物中成核劑的含量可以為鎳前體化合物的約0.1％。
依照本發(fā)明的另一個方面，提供一種鈉含量為約0.1-50ppm，優(yōu)選為約0.1-25ppm的金屬鎳粉。對金屬鎳粉的粒徑?jīng)]有特別的限制。例如，金屬鎳粉的粒徑可為約20-300nm。通過使用有機堿的上述方法可以容易地制備金屬鎳粉。本發(fā)明的金屬鎳粉可廣泛用于各種場合，如電子電路的內(nèi)導線用的材料和催化劑。尤其是，因為含有極少的堿金屬，本發(fā)明的金屬鎳粉特別適用于多層陶瓷電容器(MLCCs)的內(nèi)電極。
依照本發(fā)明的另一方面，提供一種含金屬鎳粉、有機粘合劑和有機溶劑的導電膏，其中金屬鎳粉的鈉含量為約0.1-25ppm，粒徑為20-300nm。金屬鎳粉能夠依照上述方法容易的制得。例如有機粘合劑可以是乙基纖維素。有機溶劑可以是松油醇、二羥基松油醇、或1-辛基煤油。本發(fā)明的導電膏中，金屬鎳粉的含量為約40重量％、有機粘合劑的含量為約15重量％，有機溶劑的含量為約45重量％。然而，提供這種組成只是用于說明，因此可以根據(jù)使用導電膏的場合的不同而使用不同的組成。本發(fā)明的導電膏還含有添加劑，如增塑劑、抗稠化劑(anti-thickening agent)和分散劑。本發(fā)明的導電膏能夠以已知的任何一種方法制備，因此，省略其詳細描述。
依照本發(fā)明的另一方面，提供一種含鎳內(nèi)電極的MLCC，其中鎳內(nèi)電極中鎳的含量為約0.1-25ppm。
圖15描述了本發(fā)明的MLCC的說明性實施例。圖15的MLCC包括由內(nèi)電極10和介電層20制成的層壓體30和端電極40。為了使每個內(nèi)電極10與一個端電板接觸，每個內(nèi)電極的尖端暴露在層壓體30的一側(cè)。
下面是制造本發(fā)明MLCC的例子。交替印刷用于形成介電層的膏和本發(fā)明的導電膏。燒結(jié)得到層壓體。將導電膏涂到燒結(jié)層壓體30的兩個表面上，以使其與暴露在層壓體30兩側(cè)處的內(nèi)電極的尖端形成電學和機械接觸，隨后通過燒結(jié)從而形成端電極40。
本發(fā)明的MLCC不限于在圖15的說明性實施例中，其形狀、尺寸、疊層數(shù)和電路結(jié)構(gòu)可以改變。
在下文，將通過實施例對本發(fā)明進行更具體的描述。然而，下面提供的實施例僅是用來說明，因此本發(fā)明并不局限于此或受此限制。
實施例實施例1-TMAH將23g TMAH(氫氧化四甲銨)溶于250ml乙二醇中制備第一溶液。將20gNi(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g成核劑的K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入配有回流冷凝器的反應器中，然后進行攪拌。
用配有磁攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中的所得混合物6小時，以制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃真空爐中干燥過夜。
使用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的實施例1的金屬鎳粉末的照片和結(jié)果示于圖1。如圖1所示，實施例1的金屬鎳粉為球形，粒徑為約50-90nm。
在5°和85°的角度下，對實施例1的金屬鎳粉進行X-射線衍射(XRD)分析，結(jié)果示于圖2中。如圖2所示，可以看到實施例1的金屬鎳粉是具有立方晶體結(jié)構(gòu)的純金屬鎳，沒有如氧化鎳和氫氧化鎳的雜質(zhì)。
使用電感耦合的等離子體(IPC)法測量實施例1的金屬鎳粉中鈉的含量。實施例1中金屬鎳粉中鈉的含量為9.2ppm。
實施例2-TMAH/H2O將23g TMAH和68g蒸餾水溶于250ml乙二醇中制備第一溶液。將20gNi(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g成核劑的K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入配有回流冷凝器的反應器中，然后進行攪拌。
用配有磁力攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中所得的混合物6小時以制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃的真空爐中干燥過夜。
使用SEM拍攝的實施例2的金屬鎳粉的照片和結(jié)果示于圖3。如圖3所示，實施例2的金屬鎳粉為球形，其粒徑為約50-110nm。
在5°和85°的角度下對實施例2的金屬鎳粉進行XRD分析，結(jié)果示于圖4中。如圖4所示，可以看到實施例2中的金屬鎳粉是不含氫氧化鎳的金屬鎳。實施例2的金屬鎳粉中的鈉含量為9.5ppm。
實施例3-TEAH/H2O將185g含有20重量％的TEAH(氫氧化四乙銨)的水溶液溶于250ml乙二醇以制備第一溶液。將20g Ni(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g成核劑的K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入反應器中并然后進行攪拌。
用配有磁力攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中的所得混合物6小時，制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃的真空爐中干燥過夜。
使用SEM拍攝的實施例3的金屬鎳粉末的照片和結(jié)果示于圖5。如圖5所示，實施例3的金屬鎳粉為球形，其粒徑為約50-110nm。
在5°和85°的角度對實施例3的金屬鎳粉末進行XRD分析，結(jié)果示于圖6中。XRD分析結(jié)果表明合成的金屬鎳粉不含氫氧化鎳。實施例3的金屬鎳粉末中的鈉含量為8.7ppm。
實施例4-TMAH/MeOH將23g TMAH和68g甲醇溶于250ml乙二醇溶液中制備第一溶液。將20gNi(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g成核劑的K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入反應器中，并然后進行攪拌。
用配有磁力攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中的所得混合物6小時來制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃的真空爐中干燥過夜。
使用SEM拍攝的實施例4的金屬鎳粉末的照片和結(jié)果示于圖7。如圖7所示，實施例4的金屬鎳粉為球形，其粒徑為約120-220nm。
在5°和85°的角度對實施例4的金屬鎳粉末進行XRD分析，結(jié)果示于圖8中。XRD分析結(jié)果表明合成的金屬鎳粉不含氫氧化鎳。實施例4的金屬鎳粉中的鈉含量為13.6ppm。
實施例5-TMA/H2O將50g含有30重量％TMA(三甲胺)的水溶液溶于250ml乙二醇溶液中制備第一溶液。將20gNi(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g的成核劑K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入反應器中，并然后進行攪拌。
用配有磁力攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中的所得混合物6小時，以制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃的真空爐中干燥過夜。
使用SEM拍攝的實施例5的金屬鎳粉的照片和結(jié)果示于圖9。如圖9所示，實施例5的金屬鎳粉為球形，粒徑為約120-300nm。在5°和85°的角度對實施例5的金屬鎳粉末進行XRD分析，結(jié)果示于圖10中。XRD分析結(jié)果顯示合成的金屬鎳粉末不含氫氧化鎳。實施例5的金屬鎳粉末中的鈉含量為8.7ppm。
對比例1-NaOH將10g無機堿的NaOH溶解250ml乙二醇溶液中制備第一溶液。將20gNi(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g成核劑的K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入反應器中，并然后進行攪拌。
用配有磁力攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中的所得混合物6小時，以制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得的金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃的真空爐中干燥過夜。
使用SEM拍攝的對比例1的金屬鎳粉末的照片和結(jié)果示于圖11。如圖11所示，對比例1的金屬鎳粉為球形，其粒徑為約50-110nm。
在5°和85°的角度下對對比例1中的金屬鎳粉進行XRD分析，結(jié)果示于圖12中。XRD分析結(jié)果表明對比例1中的金屬鎳粉為具有立方晶結(jié)構(gòu)的純金屬鎳，它沒有如氧化鎳和氫氧化鎳的雜質(zhì)。對比例1的金屬鎳粉中的鈉含量為95ppm。
對比例2-NaOH/H2O將10g無機堿的NaOH和68g蒸餾水溶于250ml乙二醇溶液中制備第一溶液。將20g Ni(CH3COO)2·4H2O溶于250ml乙二醇中制備第二溶液。將0.0332g成核劑的K2PtCl4溶于2ml乙二醇中制備第三溶液。將第一溶液、第二溶液和第三溶液放入反應器中，并然后進行攪拌。
用配有磁力攪拌器的加熱套在190℃下加熱反應器中的所得混合物6小時，以制備金屬鎳粉。通過過濾分離制得的金屬鎳粉，然后以蒸餾水洗滌。得到的金屬鎳粉在25℃的真空爐中干燥過夜。
使用SEM拍攝的對比例2的金屬鎳粉末的照片和結(jié)果示于圖13。如圖13所示，對比例2的金屬鎳粉嚴重附聚，其粒徑為約90-120nm。與對比例1相比，粒徑更大，而且粉末的附聚更嚴重。
在5°和85°的角度下對對比例2的金屬鎳粉進行XRD分析，結(jié)果示于圖14中。XRD分析結(jié)果表明對比例2的金屬鎳粉為具有立方晶體結(jié)構(gòu)的純金屬鎳，不含如氧化鎳和氫氧化鎳的雜質(zhì)。對比例2的金屬鎳粉中的鈉含量為113ppm。
對比例3-氣相法購買通過氣相法制備的金屬鎳粉然后對其鈉含量進行分析。通過氣相法制備的金屬鎳粉中的鈉含量為約28-37ppm。
根據(jù)本發(fā)明的方法，可以得到細、均勻，并堿金屬含量非常低的金屬鎳粉。
由于細且均勻的粒徑以及非常低的堿金屬含量，所以本發(fā)明的金屬鎳粉非常適于作為，尤其是MLCCs的內(nèi)電極材料。
盡管參考其示范性實施方案詳細說明并描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以明白，在不背離下面權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍下可以對形式和細節(jié)進行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種制備金屬鎳粉末的方法，包括加熱包含有機堿、鎳前體化合物和多羥基化合物的混合物，其中，通過有機堿和多羥基化合物的還原將鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為金屬鎳粉。
2.權(quán)利要求1的方法，其中有機堿是選自氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化三甲基芐基銨、氫氧化二甲基二乙基銨、氫氧化乙基三甲基銨、氫氧化四丁磷、三甲胺、二乙胺和乙醇胺中的一種或多種。
3.權(quán)利要求1的方法，其中加熱混合物是在約45-350℃下進行。
4.權(quán)利要求1的方法，其中混合物還含有水。
5.權(quán)利要求4的方法，其中加熱混合物是在約100-350℃下進行。
6.權(quán)利要求4的方法，其中加熱混合物包括(a)在約45-100℃的溫度下加熱混合物；和(b)在步驟(a)后，在約100-350℃下加熱混合物。
7.權(quán)利要求1的方法，其中混合物還含有一元醇。
8.權(quán)利要求1的方法，其中混合物還含有成核劑。
9.鈉含量為約0.1-25ppm的金屬鎳粉。
10.權(quán)利要求9的金屬鎳粉，其粒徑為約20-300nm。
11.一種含金屬鎳粉、有機粘合劑和有機溶劑的導電膏，其中，金屬鎳粉的鈉含量為約0.1-25ppm，粒徑為約20-300nm。
12.一種多層陶瓷電容器(MLCC)，其包含鈉含量為約0.1-25ppm的鎳內(nèi)電極。
全文摘要
提供一種制備能降低金屬鎳粉中的堿金屬含量的金屬鎳粉的方法，一種堿金屬含量低的金屬鎳粉，堿金屬含量低的金屬鎳粉的導電膏，含有堿金屬含量低的鎳內(nèi)電極的多層陶瓷電容器(MLCC)。制備金屬鎳粉末的方法包括，加熱含有機堿、鎳前體化合物和多羥基化合物的混合物。其中，通過有機堿和多羥基化合物的還原將鎳前體化合物轉(zhuǎn)化為金屬鎳粉。在方法中，用有機堿而不是堿金屬的氫氧化物如NaOH和KOH。因此，可以顯著降低作為雜質(zhì)引入金屬鎳粉中的堿金屬如鈉和鉀的含量。
文檔編號H01G4/012GK1539581SQ20041003521
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者金純 , 金純澔, 崔在榮, 金渡炅, 樸帝亨 申請人:三星電子株式會社