[发明专利]Cu－Ag核壳复合金属粉末的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电金属粉末的制备工艺，特别涉及一种Cu-Ag复合金属粉末的制备工艺。

背景技术

银是所有金属中导电性能最好的，其室温(20℃)电阻率ρ＝1.59×10^-6Ω.cm，除此之外，Ag还具有抗氧化性好、性能稳定等特点。但是，其价格昂贵，资源短缺，只能用于特殊的场合，不能大规模的应用。而Cu粉价格较低，仅为Ag的1/20左右，其导电性优良(ρ＝1.7×10^-6Ω.cm)，被广泛应用于导电涂料，电极材料，催化剂等领域。但Cu抗氧化能力差，长期暴露在空气中表面易形成氧化膜从而对其性能有很大影响。在铜粉表面镀银则可以克服单一使用这两种粉体的缺点。因此，近年来，关于铜粉镀银的研究越来越多。由于Cu-Ag核壳复合粉末的生产成本比银粉低，故可以取代银粉成为电子工业中的重要材料，作为厚膜、电阻、陶瓷、介质等电子浆料的基本功能材料。除此之外，还可广泛用于高效催化剂、电磁屏蔽材料、无机杀菌材料、隐性材料、导电胶，导电涂料等领域。

目前制备Cu-Ag复合粉末比较常用的化学法有两种:一种是直接镀银法，另一种是化学镀法。直接镀银法就是直接用铜粉做还原剂去置换银氨配位离子得到银颗粒，使之沉积在铜粉表面，此制备方法虽然工艺简单，成本低，但是在铜核表面却无法得到包覆完整的Ag层，大量的结果显示Ag以点缀状包覆在Cu粉的表面，这是因为反应产生的Cu²⁺易与氨等配位剂配合形成[Cu(NH₃)₄]²⁺，而Cu对[Cu(NH₃)₄]²⁺有较强的吸附作用，阻碍了Cu的进一步置换。用此工艺制备的镀银铜粉只具备常温抗氧化能力，而在生产工艺中，导电浆料需要在500℃下烧结以除去有机物，点缀状包覆的镀银铜粉在此过程中往往会发生氧化，使其导电性能明显下降。所以，直接镀银法离实际应用还有很大的距离。化学镀法最经典的例子就是银镜反应，也叫葡萄糖浴法，用此种方法虽然可以得到包覆较好的Cu-Ag粉末，但是由于Cu表面原子活性不高、不够粗糙以及大量[Cu(NH₃)₄]²⁺对反应的影响，导致Cu核表面的Ag层不均匀且容易在镀液中形成Ag的单个颗粒。此外，化学镀的工艺特点决定了Ag层中存在大量的孔隙，导致Ag层的致密性不好，严重影响了其抗氧化性能。

发明内容

本发明为了解决现有Cu-Ag复合粉末制备工艺所制的得粉末所存在的Ag层的致密性不好，影响其高温抗氧化性能的缺点，提供了一种Cu-Ag核壳复合金属粉末的制备工艺。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种Cu-Ag核壳复合金属粉末的制备工艺。包括下述步骤：

第一步：镀前处理将微米级Cu粉于置于A号锥形瓶中，加入丙酮试剂，超声波处理以去除铜粉表面的有机物，用蒸馏水清洗后再对Cu粉进行酸洗，之后再用蒸馏水清洗，直到检测不到Cu²⁺，最后加入蒸馏水和Cu粉重量1/12的十二烷基苯磺酸钠待用；

第二步：直接法预镀银取Cu粉重量1/2的AgNO₃于B号锥形瓶中，加入蒸馏水，再加重量浓度为20-30％的氨水直到溶液再次变清亮为止，然后在搅拌下将B号锥形瓶中溶液缓慢滴加到A号锥形瓶中，搅拌至反应完全；

第三步：葡萄糖浴(1)配制还原剂：取Cu粉重量1.9倍的葡萄糖(C₆H₁₂O₆)和Cu粉重量1/12的酒石酸于C号锥形瓶中，加入蒸馏水，摇荡使其溶解。加热煮沸，冷却后待用；(2)配制吐伦试剂：取Cu粉重量1.2倍的AgNO₃于D号锥形瓶中，加入蒸馏水，再向其中滴加重量浓度为20-30％的氨水，开始时透明的硝酸银溶液变浑浊，继续滴加氨水至溶液变为无色透明的液体，取Cu粉重量1/2的NaOH，用蒸馏水配成溶液，然后缓慢滴加到D号锥形瓶中，快速搅拌，溶液由无色变为黑色，之后再滴加氨水直到溶液再次变为无色透明的液体；(3)化学镀银：将经过直接镀的镀银铜粉与C号锥形瓶中的溶液混合，水浴并搅拌，随后滴加D号锥形瓶的溶液，开始时快速滴加，使镀液的PH值上升到12，之后缓慢滴加，继续搅拌至反应完全；