银包镍粒子及其制造方法_2

文档序号:8515365阅读:来源:国知局
31] 银包镍粒子的粒径可以采用激光衍射散射式粒度分布测定法进行测定。将采用该 方法测定的累计体积在50容量%下的体积累积粒径D5tl设定为上述粒径。
[0032] 在着眼于一个粒子的情况下,该粒子中存在的凸部的个数优选的是每I ym2为2 个~500个,更优选为5个~500个,进一步优选为10个~500个。通过这样地设定凸部 的个数,可以容易地增大粒子彼此之间的接触面积。
[0033] 在覆盖着芯粒子表面的银包覆层中,其覆盖率为50 %以上,优选为60 %以上,更 优选为70%以上。最优选的是银包覆层没有遗漏地覆盖芯粒子表面的整个区域(即覆盖 率为100% )。覆盖率例如使用扫描型电子显微镜,对于银包镍粒子进行以银以及构成芯粒 子的元素为对象的元素的分布测定,从而求出银所占的面积以及构成芯粒子的元素所占的 面积。以这些面积为基础,由{银所占的面积八银所占的面积+构成芯粒子的元素所占的 面积)} X 100算出覆盖率。或者,使用扫描型电子显微镜,对于银包镍粒子,根据背散射电 子图象的对比度的不同求出银所占的面积以及构成芯粒子的元素所占的面积。以这些面积 为基础,由{银所占的面积八银所占的面积+构成芯粒子的元素所占的面积)} X 100算出 覆盖率。在背散射电子图象的对比度中,原子量较大的元素显得明亮,而较小的元素显得暗 淡。例如,在芯粒子使用镍的情况下,银显得明亮,镍显得暗淡。
[0034] 凸部至少其表面由银构成。凸部优选其整体实质上由银构成。整个凸部实质上由 银构成,由此可以提高粒子间的导电性。整个凸部实质上由银构成例如可以通过对银包镍 粒子的断面进行元素分析来确认。在通过该元素分析确认凸部中银的比例为80质量%以 上的情况下,可以说凸部实质上由银形成。
[0035] 在本发明的银包镍粒子中,银所占的比例优选为0. 5质量%~50质量%,更优选 为5质量%~20质量%。通过以该范围的比例含有银,本发明的银包镍粒子可以谋求经济 性和导电性的平衡。在银包镍粒子中,银所占的比例例如可以用酸等使银包镍粒子溶解,然 后用该溶液通过ICP发射光谱分析法来进行测定。
[0036] 本发明的银包镍粒子通过具有如上所述的凸部,粒子间的导电性得以提高。导电 性随着银包镍粒子的粒径、以及银的含量和覆盖率等的不同而不同。例如,在银包镍粒子 的粒径为6~8 μπκ银的含量为10~11质量%、覆盖率为50%以上的情况下,102kgf/cm2压力下的压粉电阻(resistance of green compact)显示出优选为5·0Χ10-5Ω · cm~ 5. 0X10 3Ω ·〇ιι、更优选为5. 0X10 5Ω .cm~I. 0X10 3Ω .cm的高导电性。与此相对照, 由芯粒子和银粒子简单混合而成的粒子由于银粒子和芯粒子之间的粘附性比银包镍粒子 更差,因而接触电阻增大。起因于接触电阻的增大,如果芯粒子和银粒子只是简单混合,则 电阻升尚。
[0037] 上述的压粉电阻例如可以使用三菱化学y7夕制造的粉体电阻测定系统 MCP - TO51,根据4端子4探针法来进行测定。
[0038] 具有上述各种特征的本发明的银包镍粒子优选依次组合置换镀覆法和还原镀覆 法的银覆盖方法来进行制造。在首先进行的置换镀覆法中,使银离子和含有镍的芯粒子在 水中接触而进行置换镀覆,从而使银在该芯粒子的表面析出而得到前体粒子(工序1)。在 接着进行的还原镀覆法中,使所述前体粒子、银离子和银离子的还原剂在水中接触,从而使 银在该前体粒子的表面进一步析出(工序2)。以下就各自的工序进行说明。
[0039] 工序1中所用的含有镍的芯粒子可用各种方法进行制造。例如在芯粒子由镍构成 的情况下,该芯粒子可以通过采用各种还原剂、对镍化合物进行湿式还原而得到芯粒子。或 者,可通过采用镍的熔液,用雾化法得到芯粒子。这样得到的芯粒子优选的粒径和形状如前 所述。使通过这些方法得到的芯粒子在水中与银离子接触。
[0040] 银离子由成为银源的银化合物生成。作为银化合物,例如能够使用硝酸银等水溶 性银化合物。从可使所希望量的银在芯粒子表面析出和批量生产率的角度考虑,优选将水 中的银离子的浓度设定在〇· OlmoVL~5mol/L,特别优选设定在0· 05mol/L~0· 5mol/L〇
[0041] 另一方面,依然从可使所希望量的银在芯粒子表面析出和批量生产率的角度考 虑,优选将水中的芯粒子的量设定在l〇g/L~1000g/L,特别优选设定在50g/L~500g/L。
[0042] 芯粒子和银离子的添加顺序并没有特别的限制。例如能够将芯粒子和银离子同 时添加到水中。从容易控制置换镀覆形成的银析出的角度考虑,优选预先将芯粒子分散在 水中而调配料浆,向该料浆中添加成为银源的银化合物。在此情况下,料浆可以为20°C~ 25°C的常温,或者也可以在除此以外的0°C~80°C的温度范围。此外,也可以在添加银化合 物之前,事先向料浆中添加乙二胺四乙酸、三亚乙基二胺、亚氨基二乙酸、柠檬酸或酒石酸、 或它们的盐等络合剂,以控制银的还原。
[0043] 优选银化合物的添加以水溶液的状态进行。该水溶液能够一并添加到料浆中,或 者也能够持续规定的时间连续地或间断地添加。从容易控制置换镀覆的反应的角度考虑, 优选将银化合物的水溶液持续规定的时间添加到料浆中。
[0044] 通过利用置换镀覆使银在芯粒子表面析出可得到前体粒子。从具有目标的凸部、 且可形成致密的银包覆层的角度考虑,前体粒子中银的析出量优选设定为最终得到的银包 镍粒子中银量的〇. 1~50质量%,特别优选设定为1~20质量%。
[0045] 在工序2中,在含有工序1中得到的前体粒子的料浆中添加银离子及银离子的还 原剂。在此情况下,也可以在将工序1中得到的前体粒子暂且固液分离后再将其分散于水 中而形成料浆,或者也可以将工序1中得到的前体粒子的料浆直接供给工序2。在后者的情 况下,可以在料浆中残存工序1中添加的银离子,或者也可以不残存。
[0046] 工序2中添加的银离子与工序1同样由水溶性银化合物生成。优选将银化合物以 水溶液的状态添加到料浆中。银水溶液中的银离子浓度优选为〇. 〇lmol/L~10mol/L,更优 选为0. lmol/L~1.0m〇l/L。从具有目标的凸部、且可形成致密的银包覆层的角度考虑,优 选相对于含有l〇g/L~1000g/L、特别含有50g/L~500g/L的前体粒子的所述料浆中的该 前体粒子100质量份,添加1质量份~50质量份、特别添加5质量份~30质量份的具有该 范围的浓度的银水溶液。
[0047] 作为工序2中添加的还原剂,使用具有可同时进行银的置换镀覆及还原镀覆这种 程度的还原力的还原剂是有利的。通过使用这样的还原剂,可顺利地形成具有目标的凸部、 且致密的银包覆层。如果使用还原性强的还原剂,则有银单独析出、从而难以覆盖芯粒子 这样的不合适之处。另一方面,如果使用还原性弱的还原剂,则有难以通过还原剂发生银 的还原反应、置换反应取而代之优先地发生、从而难以均匀地覆盖芯粒子这样的不合适之 处。从以上的的角度考虑,作为还原剂,优选的是还原剂的水溶液的标准电极电位表现出一 1. 5~0. SV(NHE)的还原剂。具体地说,有甲酸、草酸、L-抗坏血酸、异抗坏血酸、甲醛、硫代 硫酸钠、肼、硼氢化钠等。这些有机还原剂可以单独使用1种,或者也可以组合使用2种以 上。其中,优选使用L-抗坏血酸。
[0048] 从具有目标的凸部、且可形成致密的银包覆层的角度考虑,还原剂的添加量相对 于所添加的银溶液中的银离子,优选设定为0. 5~5. 0当量,特别优选设定为1. 0~2. 0当 量。
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