[发明专利]一种蜂窝状纳米多孔Ag-Ni导电粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝状纳米多孔Ag‑Ni导电粉体的制备方法，具体为：将Al‑Ag‑Ni金属粉末置于高能球磨机中，经高速反复压延‑压合‑碾碎过程，得到纳米Al‑Ag‑Ni合金颗粒；之后压制成圆柱合金锭，进行烧结，得到合金铸锭；将其破碎后放入石英管中，进行电流感应加热至熔融状态，之后将熔化的金属液体用氩气吹到铜辊上，固化形成Al‑Ag‑Ni合金薄带，再置于去合金溶液中，进行腐蚀，清洗，干燥，得到蜂窝状纳米多孔Ag‑Ni导电粉体；该方法制备出的蜂窝状纳米多孔Ag‑Ni导电粉体纯度较高，成分可精确调控，粒径尺寸分布较窄，孔隙率高；该方法所需设备和制备流程简单，易于实现工业化，有效降低了生产成本。

技术领域

本发明属于导电粉体制备技术领域，具体涉及一种蜂窝状纳米多孔Ag-Ni导电粉体的制备方法。

背景技术

纳米多孔金属具有独特的网状连通结构，外观上既可以是纳米粉体也可以是宏观材料，孔径在0.1～100nm之间，并且韧壁尺寸也在纳米量级的多孔金属材料。因其独特的孔隙结构、高比表面积和高导电性等物理化学性能，纳米多孔金属在许多领域都有着丰富的潜在应用，已经成为当今新型功能材料领域研究的热点。蜂窝状纳米多孔Ag-Ni粉体材料在保持金属自身特性如导电性、延展性、稳定性的同时，还具有孔隙率高、活性位点多、比表面积高等性能，从而成为一类新型纳米功能材料，在催化、燃料电池、超级电容等很多方面都有很广阔的应用前景。

目前，制备纳米多孔Ag-Ni粉体材料的方法主要有模板法、去合金化法及Layer-by-Layer自组装技术等。其中，模板法制备的纳米多孔Ag-Ni材料结构规整，尺寸参数可控、孔壁长程有序，但是所得多孔结构受模板材料结构的限制，只能通过调整模板结构进行控制，制备出来的纳米多孔结构还会被模板污染，而且制备过程复杂，制造成本较高。而Layer-by-Layer自组装技术所制备的纳米多孔Ag-Ni粉体只是从金属颗粒的混合物而不是合金中腐蚀其中的金属组分，此方法制备过程繁琐，且所制产物结构不易控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种蜂窝状纳米多孔Ag-Ni导电粉体的制备方法，解决了现有方法中制备导电粉体材料纯度低且结构不易控制的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种蜂窝状纳米多孔Ag-Ni导电粉体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按照一定比例配置Al-Ag-Ni金属粉末，将金属粉末置于高能球磨机中，经8～24h的高速反复压延-压合-碾碎过程，得到组分分布均匀的纳米Al-Ag-Ni合金颗粒；

步骤2，将步骤1中获得的纳米Al-Ag-Ni合金颗粒在300～500MPa的压力下，压制成Φ为10mm的圆柱合金锭，随后在N₂保护下进行烧结，得到合金铸锭；

步骤3，将步骤2制得的合金铸锭破碎后放入石英管中，进行电流感应加热至熔融状态，之后将熔化的金属液体用氩气吹到旋转速度为35m·s^-1的水冷铜辊上，瞬间冷却固化形成Al-Ag-Ni合金薄带；

步骤4，将步骤3所得合金薄带置于去合金溶液中，直至没有明显气泡，然后将其放入恒温水浴箱中，进行腐蚀，得到粉体；

步骤5，将步骤4中制备的粉体用去离子水进行超声清洗，干燥，得到蜂窝状纳米多孔Ag-Ni导电粉体。

本发明的特点还在于，

步骤1中，分散剂为无水乙醇，球料比为5～15：1，转速为300～600r/min。

步骤1中，Al-Ag-Ni金属粉末中，Al为活泼组元，原子百分比为70％～90％；Ag为惰性组元，原子百分比为1％～30％；Ni为惰性组元，原子百分比为1％～30％。

步骤2中，烧结温度为400～800℃，保温时间为3～5h。