一种银功能涂层原位制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种银功能涂层原位制备方法，对固态纳米Ag表面进行超声分散改性，获得纳米Ag浆料；将所述纳米Ag浆料涂覆在零件基体表面，干燥后获得纳米Ag颗粒涂层；将干燥后的具有纳米Ag颗粒涂层的零件置于保护气氛中，在温度为200℃～450℃下保温后随炉冷却，完成改性剂的催化分解与所述纳米Ag颗粒的原位晶化，获得Ag涂层。该方法可以有效避免电镀银产生的含氰镀液环境污染问题；Ag涂层与基体界面具有冶金结合特性，提高了界面结合强度；其制备方法工艺适应性强、工艺简单适合广泛推广。
【专利说明】一种银功能涂层原位制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及银涂层制备领域，特别涉及一种银功能涂层原位制备方法。
【背景技术】
[0002]纯银为银白色，具有面心立方晶格，是一种可煅、可塑的贵金属。银的延展性仅次于金，其导电性和传热性在所有的金属中都是较高的。因此，镀银在航天航空高速轴承保持架，电子设备元部件、铜排上具有广泛的应用。银的标准电极电位为+0.7991V，化学稳定性仅次于金和钼族元素，具有优异的耐腐蚀性能，因此很多高档饰品采用镀银装饰处理。除此之外，Ag+也是抗菌金属离子。研究表明，在各种抗菌离子中，银离子具有独特的广谱抗菌能力和高的杀菌效率。
[0003] 然而，目前银涂层一般是采用电镀工艺制备。一方面，电镀银时，由于银与许多化合物容易生成不溶性盐。因此，银离子在镀液中的稳定性差，容易引起镀液分解。同时，银是电化学中的贵金属元素，难以与其它金属形成合金镀层。因此，银合金镀液种类有限。另一方面，银和银合金镀液大多数是含有氰化物的碱性镀液。氰化物作为剧毒的化学品，无论在生产、储存还是运输、使用过程中，都对环境和使用人员构成极大的危害。尽管氰化物废水的处理工艺并不困难，但是由于清洗工艺流程的设计和操作等原因，我国含氰废水的初始浓度仍旧很高，含氰电镀废水依然是一个严重的污染源。
[0004]研究人员在无氰镀银的配位剂、添加剂方面做出了很多努力，开发出了一些新的配位剂和添加剂和新的银涂层制备方法。其中，超声无氰快速镀银方法(CN101235523)采用超声消除阴极表面钝化膜，增大电流密度，获得了光亮镜面银层。一种无氰镀银电镀液(CN101092723)采用无氰镀银，镀液毒性极低或无毒，镀件无需预镀银或浸银，镀层结合力良好且光亮。一种表面镀银抗菌除臭过滤网(CN2827506)采用纳米级金属银和无光触媒，实现抗菌、除臭的功能。带有凸块的镀银铜排(CN102262920A)通过在铜排表面镀一层金属银，增加铜排的导电性能。钛牙种植体表面渗银层的制备方法(N102676986A)采用等离子溅射，在钛合金获得渗银层。
[0005]近几十年来，无氰镀银工艺的研究虽有很多，但由于无氰镀银技术的难度较大，大部分工作还是围绕在已有的无氰镀银工艺进行改进，尚未在工业中进行大规模的推广，使得无氰镀银无法真正替代氰化物镀银。
[0006]不锈钢以其良好的耐蚀性、装饰性广泛应用于航空航天、电工电子行业。但因不锈钢自润滑性、导电性能较差，某些特殊的零件需通过镀银提高其使用性能，而采用普通的电镀工艺不能获得结合力良好的镀银层，目前有关不锈钢镀银成熟工艺不多。此外，镀银前不锈钢需要进行表面活化、预镀中间镀层以提高镀银层的结合力，且要求活化和预镀中间镀层工序之间的时间短，以防止氧化膜再次形成。因此，不锈钢镀银工艺要求苛刻，且施镀困难。
[0007]针对以上问题，很多
【发明者】申请了解决镀银污染、提高镀银层界面结合力及其扩展镀银层在电子和医疗领域应用的专利。主要是围绕电镀技术进行改进或革新，虽然可以部分解决镀银存在的一些问题，但难以从根本上解决镀银污染，镀层结合力差现实问题。
【发明内容】
[0008]本发明实施例提供一种银功能涂层原位制备方法，解决了镀银时镀液污染、镀银层力学性能差的行业难题。
[0009]为达到上述目的，本发明实施例提供一种银功能涂层原位制备方法，包括以下步骤:
[0010]S1、对固态纳米Ag颗粒进行超声分散改性，获得纳米Ag浆料；
[0011 ] S2、将所述纳米Ag浆料涂覆在零件基体表面，干燥后获得纳米Ag颗粒涂层；
[0012]S3、将干燥后的具有纳米Ag颗粒涂层的零件置于保护气氛中，在温度为200°C~450°C下保温后随炉冷却，完成改性剂的催化分解与所述纳米Ag颗粒的原位晶化，获得Ag涂层。
[0013]进一步的，步骤SI中，对固态纳米Ag颗粒进行超声分散改性的具体步骤是:零件基体表面去除油脂后，将固态纳米Ag加入蒸馏水中超声分散10~20min，然后依次加入改性剂、分散剂、消泡剂，每次加入过程均分别超声分散15~30min，得纳米银浆料。
[0014]进一步的，步骤SI中，所述改性剂为壬基酚聚氧乙烯醚和木质素磺酸钠，或为壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠，以浆料的总质量为基准，每种改性剂加入的剂量为
1.0~4.0wt%,改性剂加入总量为2.0~8.0wt%o
[0015]进一步的，步骤SI中，所述分散剂为KX-5040，以浆料的总质量为基准，分散剂加入的剂量为0.5~3.0wt%o
[0016]进一步的，步骤SI中，所述消泡剂为硅烷消泡剂，以浆料的总质量为基准，消泡剂加入的剂量0.5~2.0wt%。
[0017]进一步的,步骤SI中,所述零件基体采用金属材质。
[0018]进一步的，步骤S2中，所述涂覆的方法包括均匀喷涂、浸泡或涂抹。
[0019]进一步的,步骤S3中，Ag涂层的厚度为1.0~10.0um。
[0020]进一步的，步骤S3中，保温时间为0.3~6.0h，保护气体一直通到炉温降至100°C
后停止通气。
[0021]进一步的，步骤S3中，所述保护气氛的保护气选用氩气、氨气或氢气中的任意一种或多种混合。
[0022]与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点:
[0023]纳米银原位晶化制备银涂层制备方法绿色环保，避免了电镀银产生的含氰镀液环境污染问题；该方法制备的银涂层与基体界面具有冶金结合特性，提高了界面结合强度；该方法不受零件形状结构与尺寸大小的限制，工艺适应性强；该方法不受零件基体材质的影响，对于不锈钢、钛合金、镁合金和铝合金，不需要预先清除其表面氧化膜，可以直接在其表面进行原位晶化，获得具有冶金结合的银涂层，工艺简单；制备的银层具有抗大气硫化性能，在导电、杀菌、润滑方面有着广泛的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本发明实施例提供的银涂层的剖面扫描电镜照片；
[0026]图2是本发明实施例提供的银涂层干摩擦系数曲线；
[0027]图3是本发明实施例提供的银涂层剖面电子探针元素线扫描图谱；
[0028]图4是本发明实施例提供的银涂层表面划痕曲线；
[0029]图5是本发明实施例提供的银涂层表面EDS点分析图谱；
[0030]图6是本发明实施例提供的银涂层表面X-ray衍射分析图谱。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]纳米材料具有小尺寸效益、表面效应，使得纳米材料具有奇异的物理性能，且纳米材料的熔点随其粒径的减小而急剧降低。发明人在研究的过程中发现，大块Pb的熔点为600K，而20nm球形Pb微粒的熔点降低到288K。常规Ag的熔点高达1273K，而纳米银微粒在低于373K开始熔化。 基于以上研究结果，本发明实施例提供一种银功能涂层原位制备方法，解决了镀银时镀液污染、镀银层力学性能差的行业难题。
[0033]下面对本发明实施例的【具体实施方式】进行详细描述:
[0034]本发明提供了一种银功能涂层原位制备方法，包括以下步骤:
[0035]S1、对固态纳米Ag颗粒进行超声分散改性，获得纳米Ag浆料。
[0036]对固态纳米Ag颗粒进行超声分散改性的具体步骤是:零件基体表面去除油脂后，将固态纳米Ag加入蒸馏水中超声分散10~20min，然后依次加入改性剂、分散剂、消泡剂，每次加入过程均分别超声分散15~30min，得纳米银浆料。所述改性剂为壬基酚聚氧乙烯醚和木质素磺酸钠，或为壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠，以浆料的总质量为基准，每种改性剂加入的剂量为1.0~4.0wt%,改性剂加入总量为2.0~8.0wt%。所述分散剂为KX-5040,以浆料的总质量为基准，分散剂加入的剂量为0.5~3.0wt%，所述消泡剂为硅烷消泡剂，以浆料的总质量为基准，消泡剂加入的剂量0.5~2.0wt%，所述零件基体采用金属材质。
[0037]S2、将所述纳米Ag浆料涂覆在零件基体表面，干燥后获得纳米Ag颗粒涂层；纳米银颗粒粒径在1.0nm~100.0nm ;所述涂覆的方法包括均匀喷涂、浸泡或涂抹。
[0038]S3、将干燥后的具有纳米Ag颗粒涂层的零件置于保护气氛中，在温度为200°C~450°C下保温后随炉冷却，完成改性剂的催化分解与所述纳米Ag颗粒的原位晶化，获得Ag涂层。
[0039]Ag涂层的厚度为1.0~10.0um。保温时间为0.3~6.0h,保护气体一直通到炉温降至100°C后停止通气。所述保护气氛的保护气选用氩气、氨气或氢气中的任意一种或多种混合。[0040]下面将结合具体情境对对本发明的制备方法进一步详细介绍。
[0041]实施例一:
[0042]以X105CrMol7马氏体不锈钢轴承保持架银涂层原位晶化法制备方法为例，其步骤如下:
[0043]SlOl将调质的不锈钢清理表面的油脂，并进行干燥。
[0044]S102将粒径Inm的纳米银颗粒表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-5)含量为4.0被％和木质素磺酸钠含量为4.0wt%、分散剂KX-5040含量为3.0wt%、消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为2.0wt%，加入蒸馏水含量为32.0wt%，通过超声分散改性，获得55.0wt%纳米银浆料。
[0045]S103采用喷涂方法，将55.0wt%纳米Ag浆料均匀喷涂在马氏体不锈钢表面，用暖风将马氏体不锈钢表面风干，获得IOum厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0046]S104采用氢气氛作为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度200°C，保温时间6h，氢气流量100ml/min。保温结束后随炉冷却，继续通入氢气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、6.0um厚的银涂层。
[0047]X105CrMol7标准的马氏体不锈钢轴承保持架能引导并带动轴承滚动体在滚道上滚动，并可以防止轴承滚动体的脱落，因此，轴承保持架是轴承正常工作的重要保证。在真空环境下，保持架表面银层能够提高轴承的自润滑性，从而延长轴承的使用寿命。不锈钢表面纳米银原位晶化法制备银涂层的剖面扫描电镜照片如图1所示，电镜照片的中部为Ag涂层，厚6.0um左右。下部为不锈钢基体。该方法 制得的银涂层制备的银层具有优异的自润滑性，图2所示，图2是本发明实施例提供的银涂层干摩擦系数曲线，由图2可以看出，银涂层在空气中的干摩擦摩擦系数为0.1左右，低于目前电镀银涂层的摩擦系数0.2，且摩擦系数稳定不随时间进行变化，这表明制备的银涂层具有优异的自润滑性。
[0048]实施例二:
[0049]以X105CrMol7马氏体不锈钢轴承保持架银涂层原位晶化法另一制备方法为例，其步骤如下:
[0050]Slll将调质的不锈钢清理表面的油脂，并进行干燥。
[0051]S112将粒径60nm的纳米银颗粒表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-5)含量为3.0被％和木质素磺酸钠含量为2.0wt%、分散剂KX-5040含量为1.0wt%、消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为0.8wt%，加入蒸馏水含量为23.2wt%，通过超声分散改性，获得70.0wt%纳米银浆料。
[0052]S113采用喷涂方法，将70.0wt%纳米Ag浆料均匀喷涂在马氏体不锈钢表面，用暖风将马氏体不锈钢表面风干，获得3um厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0053]S114采用氩气氛作为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度360°C，保温时间4h，氢气流量100ml/min。保温结束后随炉冷却，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、Ium~2um厚的银涂层。
[0054]目前，不锈钢电镀银，需要进行不锈钢表面氧化膜清理的前处理活化、预镀中间镀层等处理工序，否则银镀层容易脱落。采用纳米银原位晶化法制备银涂层，截取试样，进行涂层剖面电子探针元素线扫描，结果如图3所示，图3是本发明实施例提供的银涂层剖面电子探针元素线扫描图谱。图3中Ag、Cr、Fe元素线扫描表明，界面中的纳米Ag层中的银原子和不锈钢基体中的Cr、Fe等金属原子能彼扩散，形成冶金结合的界面。在UMT-3摩擦实验机上进行银涂层结合力划痕试验，结果如图4所示，图4是本发明实施例提供的银涂层表面划痕曲线，当载荷值增加到34N时，声发射谱发生剧烈增加，表明银涂层发生了破坏，因此，银涂层与不锈钢基体的结合力为34N。而电镀银涂层是物理结合，其结合力值一般在ION以下，因此该发明解决镀层结合力差的技术难题。
[0055]实施例三:
[0056]以X105CrMol7标准的马氏体不锈钢保持架银涂层原位晶化法另一制备方法为例，其步骤如下:
[0057]S121将调质的不锈钢清理表面的油脂，并进行干燥。[0058]S122将粒径IOOnm的纳米银颗粒表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-5)含量为1.0被％和木质素磺酸钠含量为1.0wt%、分散剂KX-5040含量为0.5wt%、消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为0.5wt%，加入蒸馏水含量为27.0wt%，通过超声分散改性，获得70.0wt%纳米银浆料。
[0059]S123采用喷涂方法，将70.0wt%纳米Ag浆料均匀喷涂在马氏体不锈钢表面，用暖风将马氏体不锈钢表面风干，获得12um厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0060]S124采用氨气氛作为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度450°C，保温时间6h，氢气流量50ml/min。保温结束后随炉冷却，继续通入氨气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、9um~IOum厚的银涂层。
[0061]银涂层进行元素能谱分析和X-ray衍射物相分析。结果表明，元素能谱分析显示只有Ag元素，没有其它杂质元素，如图5所示，图5是本发明实施例提供的银涂层表面EDS点分析图谱。说明表面改性剂、分散剂、消泡剂在保温阶段催化分解后随保护气排除炉外，获得了洁净的银涂层表面。X-ray衍射物相分析表明，银涂层表面只有Ag的物相，没有其它物相的衍射峰，验证了元素分析的结果，图谱6所示。
[0062]实施例四:
[0063]以医用支架纳米银原位晶化法制备抗菌银涂层为例，其步骤如下:
[0064]S201将医用支架零件表面除油除脂，并进行干燥；
[0065]S202将粒径SOnm的银纳米棒进行表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量为2.5wt%和十二烷基硫酸钠(SDS)含量为1.0wt% ;分散剂KX-5040含量为2.0wt% ;消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为1.0wt%。加入蒸馏水含量为23.5wt%,超声分散改性，获得70.0wt%纳米银浆料。
[0066]S203采用浸涂方法，将零件浸入70.0wt%纳米银浆料中，缓慢提起，快速用暖风将零件表面风干，获得3um厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0067]S204采用氩气为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度4200C，保温时间3.5h，氩气流量50ml/min。保温结束后，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、I~2um厚的银涂层。
[0068]同现有技术相比，本发明可以实现在支架与银涂层的冶金结合，银层与支架基体表面结合力达到了 32N，比目前电镀工艺获得的银层结合力提高了 2倍多。因此，防止了银层在长期使用时的剥离、脱落问题。因此银涂层可以持续释放银离子以起到抗菌的作用，还可以防止继发性感染问题。[0069]实施例五:
[0070]以手术器械镊子纳米银原位晶化法制备抗菌银涂层为例，其步骤如下:
[0071]S211将镊子零件表面除油除脂，并进行干燥；
[0072]S212将粒径IOOnm的银纳米棒进行表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量为2.0wt%和十二烷基硫酸钠(SDS)含量为2.5wt%(;分散剂KX-5040含量为1.5wt% ;消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为0.5wt%。加入蒸馏水含量为18.5wt%,超声分散改性，获得75.0wt%纳米银浆料。
[0073]S213采用浸涂方法，将零件浸入75.0wt%纳米银浆料中，缓慢提起，快速用暖风将零件表面风干，获得12um厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0074]S214采用氩气为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度4500C，保温时间5h，氩气流量50ml/min。保温结束后，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、9~IOum厚的银涂层。
[0075]该发明制备的银涂层抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白念珠菌、枯黑菌的达到99.9%以上。同现有技术相比，杀菌时间缩短50%以上。银涂层的冶金结合，解决了镊子在反复使用、消毒时，银层的银层剥离和脱落、生锈问题。
[0076]实施例六:
[0077]以高频电刀纳米 银原位晶化法制备银涂层为例，其步骤如下:
[0078]S221将高频电刀表面除油除脂，并进行干燥；
[0079]S222将粒径90nm的银纳米棒进行表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量为2.5wt%和十二烷基硫酸钠(SDS)含量为2.5wt% ;分散剂KX-5040含量为1.5wt% ;消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为1.0wt%。加入蒸馏水含量为22.5wt%,超声分散改性，超声分散改性，获得70.0wt%纳米银浆料。
[0080]S223采用浸涂方法，将零件浸入70.0wt%纳米银浆料中，缓慢提起，快速用暖风将零件表面风干，获得8um厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0081]S224采用氩气为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度4300C，保温时间6h，氩气流量50ml/min。保温结束后，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、！~2um厚的银涂层。
[0082]银的电性和传热性在所有的金属中都是较高的，该发明制备的银涂层致密性比电镀涂层提高50%以上，因此提高了高频电刀的导电性和散热性。与现有技术相比，可以凝血效果提高60%以上，使手术更安全；组织焦痂和干燥降低了 80%以上，使其愈合更快；烟雾烟雾降低50%以下，提高手术视野。
[0083]实施例七:
[0084]以铜排表面纳米银原位晶化法制备导电银涂层为例，其步骤如下:
[0085]S301将铜排表面除油除脂，并进行干燥；
[0086]S302将粒径20nm的银纳米颗粒表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量为3.0wt%和十二烷基硫酸钠(SDS)含量为2.5wt% ;分散剂KX-5040含量为1.5wt% ;消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为2.0wt%。加入蒸馏水含量为31.0wt%,超声分散改性，获得60.0wt%纳米银浆料。
[0087]S303采用喷涂方法，将60.0wt%纳米Ag浆料喷涂在铜排表面，用暖风将表面风干，获得IOum厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0088]S304采用氩气为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度250°C，保温时间6h，氩气流量150ml/min。保温结束后，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、7~Sum厚的银涂层。
[0089]纳米银原位晶化法制备银涂层能适用于形状结构复杂的铜排或有特殊截面形状要求的导体材料，可在其的表面获得均匀的银涂层，解决了狭缝电镀银镀层不均匀，结合力差的技术难题。
[0090]实施例八:
[0091]以铜排表面纳米银原位晶化法制备导电银涂层制备方法为例，其步骤如下:
[0092]S311将铜排表面除油除脂，并进行干燥；
[0093]S312将粒径50nm的银纳米颗粒表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)含量为2.5wt%和十二烷基硫酸钠(SDS)含量为2.5wt%;分散剂KX-5040含量为1.5wt% ;消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为1.0wt%。加入蒸馏水含量为27.5wt%,超声分散改性，获得65.0wt%纳米银浆料。
[0094]S313采用喷涂方法，将65.0wt%纳米Ag浆料喷涂在铜排表面，用暖风将表面风干，获得IOum厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0095]S314采用氩气为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度350°C，保温时间5h，氩气流量120ml/min。保温结束后，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、8um厚的银涂层。
[0096]同现有技术相比，本发明可以实现在铜排与银涂层的冶金结合，银层与铜基体表面结合力比目前电镀工艺获得的银层提高了 1.5倍以上。因此，防止了镀银层在长期使用剥离、脱落问题。
[0097]实施例九:
[0098]以铜排表面纳米银原位晶化法制备导电银涂层为例，其步骤如下:
[0099]S321将铜排表面除油除脂，并进行干燥；
[0100]S322将粒径80nm的银纳米颗粒表面改性，方法如下:改性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)含量为1.5wt%和十二烷基硫酸钠(SDS)含量为2.0wt%;分散剂KX-5040含量为1.0wt% ;消泡剂硅烷消泡剂(DF-8002/DF-8004)含量为0.5wt%。加入蒸馏水含量为20.0wt%,超声分散改性，获得75.0wt%纳米银浆料。
[0101]S323采用喷涂方法，将75.0wt%纳米Ag浆料喷涂在铜排表面，用暖风将表面风干，获得IOum厚的纳米Ag颗粒涂层。
[0102]S324采用氩气为保护气体，在可控气氛管式炉中进行纳米Ag原位晶化。保温温度4300C，保温时间6h，氩气流量80ml/min。保温结束后，继续通入氩气，待炉温降至100°C以下，停止供气，取出零件，可以获得表面乳白色、8~9um厚的银涂层。
[0103]同现有技术相比，本发明制备的银涂层致密性比电镀涂层提高50%以上，因此提高了铜排的短弧和散热性性能。同时，银层冶金结合力比电镀工艺获得的银层提高了 1.5倍以上，防止了镀银层在长期使用剥离、脱落问题，铜排的使用寿命提高I倍以上。
[0104]纳米银原位晶化制备银涂层制备方法绿色环保，避免了电镀银产生的含氰镀液环境污染问题；该方法制备的银涂层与基体界面具有冶金结合特性，提高了界面结合强度；该方法不受零件形状结构与尺寸大小的限制，工艺适应性强；该方法不受零件基体材质的影响，对于不锈钢、钛合金、镁合金和铝合金，不需要预先清除其表面氧化膜，可以直接在其表面进行原位晶化，获得具有冶金结合的银涂层，工艺简单；制备的银层具有抗大气硫化性能，在导电、杀菌、润滑方面有着广泛的应用前景。
[0105]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都 应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种银功能涂层原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、对固态Ag纳米颗粒进行超声分散改性，获得纳米Ag浆料； 52、将所述纳米Ag浆料涂覆在零件基体表面，干燥后获得纳米Ag颗粒涂层； 53、将干燥后的具有纳米Ag颗粒涂层的零件置于保护气氛中，在温度为200°C~450°C下保温后随炉冷却，完成改性剂的催化分解与所述纳米Ag颗粒的原位晶化，获得Ag涂层。
2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤SI中，对固态纳米Ag颗粒进行超声分散改性的具体步骤是:零件基体表面去除油脂后，将固态纳米Ag颗粒加入蒸馏水中超声分散10~20min，然后依次加入改性剂、分散剂、消泡剂，每次加入时均分别超声分散15~30min,得纳米银衆料。
3.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述改性剂为壬基酚聚氧乙烯醚和木质素磺酸钠，或为壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠，以浆料的总质量为基准，每种改性剂加入的剂量为1.0~4.0wt%,改性剂加入总量为2.0~8.0wt%。
4.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述分散剂为KX-5040，以浆料的总质量为基准，分散剂加入的剂量为0.5~3.0wt%。
5.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述消泡剂为硅烷消泡剂，以浆料的总质量为基准，消泡剂加入的剂量0.5~2.0wt%。
6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述零件基体采用金属材质。
7.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述涂覆的方法包括均匀喷涂、浸泡或涂抹。
8.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S3中，Ag涂层的厚度为1.0~10.0um0
9.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S3中，保温时间为0.3~6.0h，保护气体一直通到炉温降至100°C后停止通气。
10.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述保护气氛的保护气选用IS气、氨气或氢气中的任意一种或多种混合。
【文档编号】C23C24/08GK103540927SQ201310456166
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】孙金全, 崔洪芝, 邵丹, 赫庆坤, 李辉平, 于德芳, 张贺 申请人:山东科技大学