本发明属于新材料,具体涉及一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法。
背景技术:
1、金属铜粉因其优异的导电性而被广泛用于导电填料和电磁屏蔽领域,然而铜粉活性较高,在空气中极易氧化,从而使其导电性迅速降低。为解决这一问题,目前主要采用包覆法,即在铜粉表面包覆一层致密的有机薄膜或惰性金属,以隔绝氧气,避免铜粉氧化。但是有机物包覆薄膜在高温下容易分解限制了其使用。惰性金属包覆法不仅可提高粉末的常温抗氧化能力,而且使铜粉具有十分理想的高温抗氧化性。金属银是优异的导体,其化学性质也十分稳定。因此,以银包覆铜粉是解决铜粉氧化问题的最佳方案。
2、目前,银包铜粉大多采用置换、化学还原或者二者结合的方法,如中国专利cn102773475b一种导电浆料用抗氧化铜银复合粉及其制备方法,采用置换反应在铜粉表面包覆一层银,然后利用还原剂还原硝酸银使银层更加致密。中国专利cn100467169c一种cu-ag核壳复合金属粉末的制备工艺,该工艺包括预镀、两次还原处理和两次气氛炉致密化处理,工艺复杂,成本高。
3、因此,现有的银包铜粉存在生产工艺复杂,镀层均匀性差,包覆效果差,不耐高温等问题,使其应用领域受到限制。
技术实现思路
1、本发明在于解决上述问题,提供了一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,用于解决现有银包铜粉存在的抗氧化性差及镀层结合力不佳的问题。此外,通过添加镍过渡层,还进一步提高了粉体在低频频段的屏蔽性能,制备的粉体具有宽屏屏蔽的效果。
2、本发明是通过如下技术方案实现的:一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,其特征在于,步骤如下:
3、(1)前处理与活化处理
4、前处理:将铜粉在5%氢氧化钠溶液中清洗30-60min进行表面除油后用去离子水清洗干净;再用5%稀硫酸清洗30-60min除去表面的氧化层后用去离子水清洗干净;
5、配置活化液:氯化钯0.5-2g/l,37%盐酸100-500ml/l,氯化亚锡20-80g/l,温度18-30℃,活化时间1-3min;
6、活化处理:将铜粉置于活化液中活化,或是在铜粉镀镍开始时在镀液中添加活性金属活化;
7、(2)制备镍包铜粉
8、配置镀镍液:主盐:10-50g/l,还原剂:20-80 g/l,络合剂20-60 g/l,稳定剂:5-30mg/l,温度60-90℃,超声功率40-50w;
9、将活化处理过的铜粉在超声搅拌条件下加入配置好的镀镍液中反应30-60min,然后过滤洗涤、干燥,得到镍包铜粉;
10、(3)表面有机修饰
11、将镍包铜粉置于水与乙醇的混合溶液中,水浴加热搅拌,时间为5-10min,水与乙醇的体积比为1:1-1:3,水浴温度为60-80℃;加入镍包铜粉质量的0.5%-10%表面修饰剂,搅拌均匀,保持溶液温度60-80℃,搅拌时间为0.5-4h,随后抽滤,用无水乙醇清洗1-2遍,干燥,得到表面修饰的镍包铜粉;
12、(4)表面镀银
13、将有机修饰过的镍包铜粉加入0.05-5g/lpvp去离子水中超声搅拌下分散,同时滴入银氨溶液和还原剂,室温反应30-60min后过滤洗涤、干燥,得到以镍为中间层的银包铜粉;
14、(5)镀后处理
15、将步骤(4)所得的复合粉体在保护气氛下热处理1-4h,热处理温度为100—400℃,随炉冷却取出,即得到含有镍中间层的银包铜粉。
16、进一步地,步骤(1)还可以由如下方案替换:用质量分数37%的盐酸对铜粉进行酸化处理,然后将酸化后的铜粉加入到含5g/l的氯化亚锡的盐酸溶液中浸泡5-20min活化;
17、或用质量分数37%的盐酸对铜粉进行酸化处理15-30min后清洗,再用质量分数37%的盐酸对铜粉进行活化处理15-30min后清洗。
18、进一步地,步骤(2)配置镀镍液时,所述主盐采用硫酸镍、乙酸镍或次磷酸镍中的任意一种;所述还原剂采用水合肼、次亚磷酸钠或硼氢化钠中的任意一种;所述络合剂采用柠檬酸钠、硫酸铵、乳酸、苹果酸、硼酸、琥珀酸、丁二酸活水杨酸中的任意一种;所述稳定剂采用不饱和脂肪酸、马来酸或硫脲中的任意一种。
19、进一步地,步骤(3)中表面修饰剂采用含巯基的硅烷偶联剂、单宁酸或盐酸多巴胺的任意一种,其中干燥温度为100-150℃,干燥时间为1-24h。
20、进一步地,步骤(4)中的还原剂采用为葡萄糖、酒石酸钾钠或甲醛,浓度为4-20g/l;银氨溶液浓度为10-50g/l。
21、本发明的有益效果是:本发明通过在银包铜粉中间添加过渡层镍,并在保护气氛下进行热处理,通过铜、镍、银之间的扩散形成金属间化合物,形成金属间共价键结合,从而提高镀层的结合力。同时采用镍作为中间层,一方面可以提高铜层包覆的致密性,提高其高温抗氧化能力,另一方面,由于镍具有良好的导磁性,在提高铜粉的抗氧化性同时也增加了粉体的铁磁性,实现低频下的磁屏蔽,使所制得的粉体可以在更宽的频段范围内实现电磁屏蔽。
1.一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,其特征在于,步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,其特征在于,步骤(1)还可以由如下方案替换:用质量分数37%的盐酸对铜粉进行酸化处理,然后将酸化后的铜粉加入到含5g/l的氯化亚锡的盐酸溶液中浸泡5-20min活化;
3.根据权利要求1所述的一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,其特征在于,步骤(2)配置镀镍液时,所述主盐采用硫酸镍、乙酸镍或次磷酸镍中的任意一种;所述还原剂采用水合肼、次亚磷酸钠或硼氢化钠中的任意一种;所述络合剂采用柠檬酸钠、硫酸铵、乳酸、苹果酸、硼酸、琥珀酸、丁二酸活水杨酸中的任意一种;所述稳定剂采用不饱和脂肪酸、马来酸或硫脲中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,其特征在于,步骤(3)中表面修饰剂采用含巯基的硅烷偶联剂、单宁酸或盐酸多巴胺的任意一种,其中干燥温度为100-150℃,干燥时间为1-24h。
5.根据权利要求1所述的一种添加镍过渡层镀银铜粉的制备方法,其特征在于,步骤(4)中的还原剂采用为葡萄糖、酒石酸钾钠或甲醛,浓度为4-20g/l;银氨溶液浓度为10-50g/l。
