[发明专利]一种超细球型银-钯合金粉末的制造方法

说明书

本发明涉及一种超细金属粉末的制造方法，特别是一种超细银一钯合金粉末的制造方法。

众所周知，银钯合金粉末已被广泛用于电子工业中配制成导电浆料，然后，涂敷于元器件基体的表面，经干燥或烧结成导电电极。通常把银钯合金中钯含量在5～30%，其作用在于克服纯银电极在直流电场作用下产生的树枝状银迁移现象，提高电极的品质和寿命。理想的银钯合金粉末应具有如下特点：1.合金化程度高，钯原子应均匀地掺杂到银的晶格中，以保证最大限度地抑制银在直流电场作用下的迁移。2.粉末的粒度细，使制备的电极涂层足够薄，烧结后电极与基体之间的附着力强，可焊性好。3.粉末的颗粒形状应为均一的球型，这样配制的导电浆料具有良好的流动性，从而可获得均匀的涂层。如若流动性不好，则涂敷的涂层不均匀，从而影响电极的质量。

传统的银钯合金电极的制备方法是把超细的银和钯粉末，置于混合器中，经长时间的球磨或砂磨混合，然后加入高分子物质制成浆料，涂敷于陶瓷基体上，然后根据银钯合金相图在900～1200℃下，烧结合金化。这种方法的缺点是：

①所得产品的合金化程度差；

②高温合金化能耗大，导致元器件的制造成本的提高；

③对元器件基体材质的耐热性要求高，普通的玻璃材料由于软化点低而不能适用。

为此，许多科技工作者为克服上述技术的缺点，致力于开拓制备银-钯合金粉末的新方法，以避开900～1200℃下热处理合金化过程。

1987年，欧洲专利EP0249366，公开了一种新的银钯合金粉末的制备方法，该法采用水合肼作还原剂，将混合溶液中银、钯离子直接还原成银-钯合金颗粒，然后在100～500℃氮气保护（或真空）下，进行热处理，提高合金化程度。总之，该法找到一条可用化学还原法制备银-钯合金粉末的途径，从而避免了在900～1200℃下进行合金化处理的工艺过程，使普通的玻璃亦可用作电极的基体材质，这无疑在技术上是一大进步。但该法尚存在如下缺点：

①所得的银-钯合金粉末、合金化程度较差，必须在100～500℃氮气保护（或真空）下进行热处理来提高合金化程度。

②所得的银-钯合金粉末，用电镜检测发现：均为不规则形状，尺寸分布范围很宽，且颗粒团聚严重，所以它不能满足产业部门的要求。

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提出了一种超细球型银-钯合金粉末的制备方法，它可以利用化学还原法一步得到尺度均一的合金化程度高的球型的超细银-钯合金粉末，并为电子工业元器件提供理想的超细银钯合金粉末。

本发明的构思是这样的：

发明人在深入研究EP0249366专利所描述的反应物系后发现：由于化学还原反应过程中“成核”和“生长”失控，因此得到的银、钯合金颗粒大小不均，形状不规。

为了获得尺度均一的合金化程度高的球型的超细银-钯合金粉末，发明人设想在反应物系中加入保护剂，把成核和生长两个阶段有效地分开，并使还原生成的银-钯合金颗粒在保护剂分子力的约束下，形成均一的球型的颗粒。

发明人通过大量研究后发现在含有银、钯离子的溶液中，加入适量的高分子聚合物保护剂，使化学还原反应可控地进行：

（1）当银、钯离子被还原生成银-钯合金晶核的瞬时，高分子聚合物立刻在Ag-Pd合金的晶核表面形成一层分子尺度的保护膜，从而使晶核的形成与生成两个阶段分开，达到适度控制晶核的形成和生长过程的速率。

（2）借助高分子保护膜分子力的作用，可形成均一球型颗粒，并有效地防止了颗粒间的团聚。

（3）通过调节高分子聚合物的用量和/或通过调节水溶液中银、钯离子的浓度，可随机地调控Ag-Pd合金颗粒的粒径的大小。

总之，按照本发明的构思，可一步得到合金化程度高、粒径分布很窄的、均一球型的含有高分子保护剂的银-钯合金粉末，它可直接供给产业部门来配制导电浆料。

本发明亦是这样实现的：

在含有银、钯离子浓度为0.5～1.5Mol/L的溶液中，按保护剂与银钯盐的重量比为0.3～1.5倍的比例，加入高分子聚合物（保护剂），或将上述数量保护剂加入到还原剂水合肼溶液中。在常温搅拌下，将含有银、钯离子溶液滴加入含有还原剂的水合肼溶液中，使还原反应瞬时生成的银-钯晶核的表面立即形成一层高分子保护膜，然后银-钯晶核在保护膜分子力的作用下随着化学还原反应的进行逐渐长大形成球型颗粒。实验证明，在适量高分子保护剂存在下，所得的银-钯合金颗粒均为有规则的球型。