专利名称：一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法
技术领域：
本发明涉及利用核辐射技术制备金属粉体材料的技术领域，具体的是一种通过辐射还原制备镀银铜粉的制备方法。
背景技术：
电子工业的迅猛发展，使其对以银粉为主要功能相的电子浆料的需求越来越多。但是，银系浆料不仅价格昂贵，而且银离子在湿热条件下会产生电迁移现象而导致涂层电阻升高，导电性下降；因此，为了降低成本而又能保持银粉良好的导电性，人们在研究用镀银铜粉作为银粉的替代产品。中国专利文献(公开号CN 1425738)公开了“一种利用氯化亚锡为敏化剂多次镀银的方法”制备银包铜粉，此方法制备镀银铜粉时需要多次镀银，降低了镀银效率，而且此方法制备的镀银铜粉需经过高温热处理才能使表面光滑密实，增大了银粉在热处理时粘接的可能性。中国专利文献(公开号CN 1704502A)公开了“一种以氨水为络合剂制备镀银铜粉的方法”，该方法中加入螯合剂与Cu2+作用，阻止铜氨络合离子在铜粉表面的吸附，从而保证铜和银离子之间置换反应的发生。但是，该工艺需要用大量的有机试剂清洗粉体的表面，因此，其工业化应用有一定的难度。中国专利文献(公开号CN101244459A)公开了一种利用稀土金属的改性作用，提高铜粉表面的催化活性的方法；中国专利文献(公开号CN 1403233A)公开了一种经过分散剂处理的铜粉，加入有机胺类化合物络合的硝酸银溶液里的镀银方法，可以得到具有较高导电率的镀银铜粉；中国专利文献(公开号CN 101294281A)公开了一种多元络合剂络合的酸性含银溶液中镀银的方法，可以得到低温浆料用镀银铜粉；中国专利文献(公开号CN 101032750A)公开了一种以强碱性盐类如酒石酸钾钠、柠檬酸钠、硫氰酸钾等为络合剂制备片状镀银铜粉的方法，该工艺过程复杂，且其络合剂之一的硫氰酸钾为毒性物质。相关的介绍还有《华东理工大学学报》〔2002，28 (4) 402):在高分子保护剂PVP和PVA的作用下，用铜粉置换硝酸银的方法制备出不同形貌的铜银金属粉。《材料保护》〔2006，39 (9):28〕:采用化学还原法在微米级铜粉表面镀银，提高了其抗氧化性能，基本能形成连续的银层。综上，目前报道的镀银铜粉制备技术均为置换法或者是置换法与化学还原法相结合的方法。由于置换反应的发生，导致铜离子需要从铜粉表面经过镀银层而扩散到溶液中，使得所制备的镀银铜粉中银层松散有孔洞，高温下易氧化，其综合性能与纯银粉相比有较
大差距。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，它具有镀银层致密无孔洞、工艺简单、生产成本较低的优点。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为
一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征是，其工艺步骤包括
(I)铜粉的制备首先，在含硫酸铜(10 250 g/L)和分散剂(2-100 g/L)的混合水溶液中加入氨水，氨水的加入量为能使体系正好溶解为宜；然后，将还原剂水溶液(50 120 g/L)滴加到加入了氨水的硫酸铜溶液中，在70 80°C条件下反应O. 5 5小时；将所得的铜粉用稀硫酸和去离子水多次清洗，得到干净的铜粉；
(2)通过辐射还原制备镀银铜粉
将步骤(I)获得的铜粉加入到含有分散剂的去离子水中，在搅拌状态下加入银氨溶液和活性粒子捕捉剂，通入惰性气体并排氧，然后置于辐射源中，在搅拌状态下进行辐射还原反应辐照剂量率为O. 8 6. O kGy/h，吸收剂量为10 30kGy ；
最后，用去离子水清洗，得到表面致密的镀银铜粉，其粒径为O. 5 μ m 6. 5 μ m。步骤(I)所述的还原剂为水合肼、甲醛、抗坏血酸或葡萄糖中的一种。
步骤(2)的材料组成的按重量比为铜粉5 30份，分散剂O. 5 5份，银5 70份，去尚子水100 500份。步骤(2)所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、明胶、聚乙烯醇(PVA)中的一种。步骤(2)所述的活性离子捕捉剂为异丙醇、正丁醇或异戊醇中的一种。步骤(2)所述的辐射源为钴-60 (60Co)o本发明与现有技术相比，是利用放射性物质所产生的Y射线辐照还原形成镀银层，虽然在反应的初期会有置换镀银的发生，但由于铜氨络合离子的阻碍作用，使辐射还原镀银为主要镀银方式，因此，在镀银过程中，不需要铜离子与银离子间的置换，这样就减少了铜离子出入银层时留下的孔洞，所以得到的镀银层较为致密，抗氧化性好；此外，工艺比较简单、生产成本较低，对电子工业的发展有较大的促进作用。
具体实施例方式以下给出本发明一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法的具体实施方式
，介绍3个实施例。但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。实施例I O. 5 μ m镀银铜粉的制备 按所述的制备方法制备镀银铜粉，其步骤为
(1)首先，将硫酸铜125g、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)50g、氢氧化钠50g加入到I.5L水中溶解，置于70°C水浴中；然后，将含有葡萄糖的水溶液(240g/L) O. 5L缓慢滴加到硫酸铜水溶液中，70°C条件下反应半小时，然后在体系中加入O. IL水合肼，继续反应半小时；反应结束后用稀硫酸和去离子水清洗，得到干净的铜粉；
(2)取步骤(I)获得的铜粉20g置于IOOg含分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)10 g/L的去离子水中，搅拌分散；加入银氨溶液(20 g/L) O. 5L，加入活性粒子捕捉剂(占溶剂重量分数的O. 5%)，通氮气5分钟，然后放入Co-60源辐照，辐照剂量率和辐照吸收剂量分别为I. OkGy/h和3 kGy ;反应完成后用去离子水多次清洗，得到O. 5 μ m的镀银铜粉，其中银含量为50%。实施例2 2. O μ m镀银铜粉的制备 按所述的制备方法制备镀银铜粉，其步骤为
(O首先，将硫酸铜125g和聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 20g加入到O. 5L水中溶解，加入O. 15L氨水，置于70°C水浴中；然后，将含有抗坏血酸的水溶液(220 g/L) O. 5L缓慢滴加到硫酸铜的水溶液中，70°C条件下反应3小时，反应结束后用稀硫酸和去离子水清洗，得到干净的铜粉；
(2)取步骤(I)获得的铜粉20g份置于IOOg含分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)IO g/L的去离子水中，搅拌分散；加入银氨溶液(20 g/L) O. 4L，加入活性粒子捕捉剂(占溶剂重量分数的O. 5%)，通氮气5分钟，然后放入Co-60源辐照，辐照剂量率和辐照吸收剂量分别为I. OkGy/h和3 kGy ;反应完成后用去离子水多次清洗，得到2. O μ m的镀银铜粉，其中银含量为40%。实施例3 6. 5 μ m镀银铜粉的制备
按所述的制备方法制备镀银铜粉，其步骤为
(O首先，将硫酸铜300g和聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 20g加入到I. OL水中溶解，加入O. 45L氨水，置于70°C水浴中；然后,将含有抗坏血酸的水溶液(300 g/L) I. OL滴加入硫酸 铜的水溶液中，70°C条件下反应5小时，反应结束后用稀硫酸和去离子水清洗，得到干净的铜粉；
(2)取步骤(I)获得的铜粉30g份置于IOOg含分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)20 g/L的去离子水中，搅拌分散；加入银氨溶液(20 g/L) O. 3L，加入活性粒子捕捉剂(占溶剂重量分数的O. 5%)，通氮气5分钟，然后放入Co-60源辐照，辐照剂量率和辐照吸收剂量分别为I. OkGy/h和3 kGy ;反应完成后用去离子水多次清洗，得到6. 5 μ m的镀银铜粉，其中银含量为30%。
权利要求
1.一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征在于，其工艺步骤包括 (1)铜粉的制备 首先，在含硫酸铜10 250 g/L和分散剂2-100 g/L的混合水溶液中加入氨水，氨水的加入量为能使体系正好溶解为宜；然后，将还原剂水溶液50 120 g/L滴加到加入了氨水的硫酸铜溶液中，在70 80°C条件下反应O. 5 5小时；将所得的铜粉用稀硫酸和去离子水多次清洗，得到干净的铜粉； (2)通过辐射还原制备镀银铜粉 将步骤(I)获得的铜粉加入到含有分散剂的去离子水中，在搅拌状态下加入银氨溶液和活性粒子捕捉剂，通入惰性气体并排氧，然后置于辐射源中，在搅拌状态下进行辐射还原反应辐照剂量率为O. 8 6. O kGy/h，吸收剂量为10 30kGy ； 最后，用去离子水清洗，得到表面致密的镀银铜粉，其粒径为O. 5 μ m 6. 5 μ m。
2.根据权利要求I所述的一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征在于，步骤(1)所述的还原剂为水合肼、甲醛、抗坏血酸或葡萄糖中的一种。
3.根据权利要求I所述的一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征在于，步骤(2)的材料组成的按重量比为铜粉5 30份，分散剂O.5 5份，银5 70份，去离子水100 500 份。
4.根据权利要求I所述的一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征在于，步骤(2)所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、明胶、聚乙烯醇中的一种。
5.根据权利要求I所述的一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征在于，步骤(2)所述的活性离子捕捉剂为异丙醇、正丁醇或异戊醇中的一种。
6.根据权利要求I所述的一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其特征在于，步骤(2)所述的辐射源为钴-60。
全文摘要
本发明是一种通过辐射还原制备镀银铜粉的方法，其工艺步骤为①铜粉的制备，在硫酸铜水溶液中加入氨水，将还原剂溶液滴加到硫酸铜溶液中，在70～80℃条件下反应；将所得铜粉用稀硫酸和去离子水清洗，得到干净的铜粉；②通过辐射还原制备镀银铜粉，将干净的铜粉加入含有分散剂的去离子水中，加入银氨溶液和活性粒子捕捉剂，通入惰性气体后置于辐射源中，在搅拌状态下进行辐射还原反应辐照剂量率为0.8～6.0kGy/h，吸收剂量为10～30kGy；最后，用去离子水清洗，得到粒径为0.5μm～6.5μm的镀银铜粉；本发明制备的镀银铜粉镀层致密无孔蚀，导电性能良好，而且工艺简单、生产成本低，有利于电子工业的发展。
文档编号B22F9/24GK102773494SQ20111012370
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者刘华蓉, 方斌, 杨云霞, 杨存忠, 葛学平 申请人:华东理工大学