[发明专利]采用活性氧化物改性基材的银镀层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于应用电化学和电子工业的导电材料的制备技术领域，具体涉及一种采用活性氧化物改性基材的银镀层及其制备方法。

背景技术

1967年贵金属氧化物问世后，为化学工业提供了具有高催化性能的涂层材料。最早出现的贵金属氧化物电极的成功配方是 Ru－Ti 氧化物被覆钛阳极。为了获得高活性和高耐蚀性的电极材料，本研究小组提出了《带有种子层的电化学工业钛阳极》和《带有氧化物种子层的电化学工业钛阳极》，最近已获得中国发明专利（专利号分别为：03115846.3和200610135245.0）。这种带有精细氧化物种子层的钛阳极，通过具有纳米尺度的贵金属氧化物种子对基材的改性，可进一步提高活化材料表层的电催化性能。在这一专利的基础上，本研究小组认为这一技术可发展成为高导电涂层制作的关键技术，用于强电、弱电、甚至纳电子领域。特别是在这些领域中，应用的大量材料和器件都采用了非导电的基材。本研究小组认为采用活性氧化物种子层可以解决这些非导电基材的改性，使得后续的银涂层或者银镀层的晶体结构、覆层组织、与基材的结合力都得到改善，从而进一步提高材料和器件的导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用活性氧化物改性基材的银镀层及其制备方法，通过本发明的方法获得了结合状态良好，且具有精细尺度的致密银镀层，该镀银材料和器件应用于电子、电力和仪表工业。制备方法简单，可操作性强，原料易得，成本低。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

采用活性氧化物改性基材的银镀层是镀覆于经活性氧化物改性的基材之上。

所述的基材是钛、锆、ZrO₂、Al₂O₃或TiO₂。所述的改性是在基材表面沉积含Ru的单元和二元活性氧化物涂层。采用电化学沉积法制备银镀层。

其制备方法的具体步骤如下：

1）基材预处理：经去污、酸洗、水洗和烘干；

2）含Ru单元浆液的配制：

以RuCl₃为源物质，称取该源物质溶于乙醇，混合均匀形成浓度为0.05-0.5 mol/L的活性浆液，静置9-15h；

含Ru二元活性浆液的配制：

    二元活性氧化物活性浆液：活性组元以RuCl₃为源物质，非活性组元以TiCl₃或SnCl₄为源物质，称取各源物质分别溶于乙醇，混合均匀形成活性组元Ru和非活性组元Ti或Sn的总浓度为0.05-0.5 mol/L的活性浆液，静置9-15h；所述的活性浆液中活性组元Ru与非活性组元Ti或Sn的摩尔比是3:7；

3）基材改性处理：将步骤2）的含Ru活性浆液涂覆于步骤1）的基材上，加热固化，于250-450℃的箱式炉中氧化烧结10分钟，出炉冷却，在250-450℃下退火热处理，即得含Ru活性氧化物改性的基材；

4）银镀层的制备：采用电化学沉积法：将硝酸银溶解于含磷酸三丁酯的石蜡油，采用含乙醛酸的石蜡油为催化溶液，把步骤3）改性后的基材浸镀即得所述的采用活性氧化物改性基材的银镀层。

本发明的显著优点在于：

1）本发明采用了活性氧化物种子层的改性方法，解决了难镀基材制备导电覆层的困难性，可以使后续导电材料具有较好的结合状态，即组织致密、尺度精细，且和基材有良好的结合强度。

2）采用本发明的活性氧化物，保持了活性材料的导电能力，使材料不仅具有了电子导电性，在电解质溶液中应用，还可以通过质子的导电，加强导电材料和器件的导电性能。

3）本发明采用已经获得专利的氧化物种子层技术和非水溶液镀银的方法的结合方式，可以提高银覆层的质量，包括晶粒尺度、致密性平铺能力和组织的稳定性，获得的材料可以应用于微纳米电子工业，制作薄膜等小型器件，扩大了其工业应用的场合。

附图说明

图1为经活性氧化物种子层改性的钛基材，采用非水溶液体系中的均相还原反应制备的银覆层的原子力显微照片。

图2为在未经活性氧化物改性的钛基材上，采用非水溶液体系中的均相还原反应法，制备的银覆层的原子力显微照片。

具体实施方式

本发明的采用活性氧化物改性的银镀层及其制备方法，涉及难镀基材前处理、活性氧化物种子层的改性和后续的导电层的沉积。所述的制备方法，具体的实施步骤和方式为：

1）基材处理：