一种镀银铜粉的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种新的镀银铜粉的制备方法，属于表面处理技术领域，包含预处理、表面镀银和后处理三个工艺步骤。首先用稀硫酸洗涤铜粉以除去铜表面氧化层，并用蒸馏水洗涤至中性。随后用氯化亚锡和银氨溶液分别对铜粉进行敏化、活化处理，并用蒸馏水洗涤至中性。取硝酸银溶液加入氨水制成银氨溶液，将其与还原剂一起加入铜粉中，通过磁力搅拌使反应均匀进行。反应结束后进行水洗过滤并烘干，再采用球磨的方法，使铜银界面结合的更加紧密，镀层更加平整。通过新的配方及工艺的改进使得铜粉表面覆盖一层均匀、致密的银层，提高了铜粉的抗氧化性和导电性，扩大了铜粉的应用范围。本发明的方法工艺简单、易于操作，可获得镀层均匀、抗氧化性强且镀层厚度可控的镀银铜粉。
【专利说明】
一种镀银铜粉的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于表面处理技术领域，涉及一种镀银铜粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]微米级的铜粉具有许多优异的物理性能，被广泛应用于电极材料、导电涂料等材料的制备。但由于微米级的铜粉比表面很大，具有很高表面吉布斯自由能，极易在空气发生氧化生成氧化亚铜和氧化铜，从而失去其原有的优良物理性能。银粉是电子工业中应用最广泛的贵金属粉末，银粉导电导热性好，但价格昂贵、且在直流电下有易迀移等缺点。如果通过表面处理技术，对铜粉表面包覆一层金属银，可以使改性的铜粉具有单一粉体不具备的特殊性能。表面镀银后形成的铜-银双金属粉，能够克服铜粉易氧化、纯银粉在直流电作用下易迀移的缺点，从而满足导电复合材料的要求，具有良好的应用价值。
[0003]铜粉镀银有多种方法。文献【用银氨溶液对微米级铜粉镀银反应机理的研究】使铜粉直接与银氨离子反应而没有引入其它还原剂，由于表面形成的铜氨离子阻碍置换反应的进行，使铜-银双金属粉的包覆不均匀，效果较差。专利申请【CN105127449A】公开了一种制备表面镀银铜粉的方法，使用乙二胺四乙酸与硝酸银络合，并使用抗坏血酸作为还原剂制备了镀银铜粉。文献【化学镀法制备银包覆超细铜粉反应工艺研究】使用强还原剂水合肼，并采用多次包覆的方法获得了连续的银膜，但工艺较为繁琐。专利【CN102990061A】将铜粉加入到EDTA钠盐作为还原剂制备了结合紧密，抗氧化能力强的镀银铜粉。专利【CN104830247A】使用甲醛作为还原剂制备片状镀银铜粉，因甲醛有毒，对人体有一定的伤害。
【发明内容】
[0004]本发明涉及一种新的镀银铜粉的制备过程，旨在提供一种可有效缓解铜粉表面容易被氧化的方法。本发明的方法工艺简单、易于操作，可获得镀银含量可控、镀层均匀、抗氧化性强的镀银铜粉。
[0005]本发明所述的一种制备表面镀银铜粉的方法，包括如下步骤:
(1)预处理:取80?300目的铜粉用稀硫酸洗涤，除去铜粉表面的氧化层，随后水洗过滤，将其洗涤到中性，用氯化亚锡对铜粉进行敏化处理，水洗过滤之后再用银氨溶液对铜粉进行活化处理，水洗过滤到中性；
(2)表面镀银:将还原剂溶解在去离子水中配置成A溶液，将一定量的硝酸银用去离子水溶解，滴加氨水，直到产生的沉淀消失，配置成B溶液;将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌;随后缓慢加入B溶液，持续搅拌20?60min，反应时用NaOH调节镀液PH值在9?11之间；反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，最后用酒精洗涤2?3次，抽滤得到镀银铜粉；
(3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在真空烘箱中烘干，并使用球磨机球磨处理，得到包覆完全的镀银铜粉，完成铜粉表面镀银。
[0006]本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法步骤(I)中，预处理过程对铜粉进行敏化与活化处理，其中敏化处理液由10?20g/L的氯化亚锡和20?40ml/L的盐酸组成，活化处理液由0.5?2g/L的硝酸银和20?30ml/L的氨水组成。
[0007]本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(2)中:镀银工序的还原剂为甲醛20?30g/L、葡萄糖20?30g/L、酒石酸钾钠70?100g/L中的一种或其混合物。
[0008]本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(2)中:镀银工序中使用磁力搅拌器，转速为400?500r/min。
[0009]本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(2)中:配制B溶液的AgNO3的浓度为10g/L?20g/L。
[0010]本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(3)中:使用球磨的方法进行后处理，球料比为5:1?10:1，转速为50?300r/min，球磨时间为0.5?4h。
[0011]本发明所述的铜粉表面镀银的方法，镀银层的厚度为0.2?ιμπι。
[0012]本发明选用铜粉作为材料基体，金属铜与银相比价格低廉，且资源较丰富，其导电导热性、电流蚀及耐磨性均可与银媲美，金属铜表面镀银后提高了铜材料的接触电性能、抗氧化性。本发明通过对镀银配方及过程的设计，使铜表面完全均匀地包覆一层金属银，并通过球磨处理得到界面结合紧密的镀银铜粉。
[0013]本发明的镀银铜粉制备工艺简单，银的转化率高，抗氧化性能好且具有优良的导电率，有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0014]实施例一:
(1)取200目球状铜粉，加入5%稀硫酸以除去铜粉表面的氧化层等杂质，并用去离子水洗涤至中性；用1g/L的SnCl2和20ml/L的盐酸配成的敏化液对铜粉敏化1min，水洗过滤至中性;再用0.5g/L的银氨溶液对铜粉进行活化lOmin，水洗过滤到中性，并用真空抽滤瓶过滤待用；
(2)将酒石酸钾钠(70g/L)、葡萄糖(40g/L)溶解在去离子水中配置成A溶液。将硝酸银用去离子水溶解，浓度为(10g/L)，滴加氨水直到产生的沉淀消失，配置成B溶液。将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌；随后缓慢加入B溶液，持续搅拌40min，转速为400r/min，期间用NaOH调节镀液PH值为10。反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，并用酒精洗涤2次，抽滤得到镀银铜粉；
(3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在60°C真空烘箱中烘干，用球磨机球磨2h，转速200r/min，得到灰白色镀银铜粉。
[0015]本材料为灰白色粉末，初始氧化温度为2500C，400V下保温2h的氧化增重6.2%。
[0016]实施例二:
(I)取200目球状铜粉，加入5%的稀硫酸以除去铜粉表面的氧化层等杂质，用去离子水洗涤至中性；用15g/L的SnCl2和30ml/L的盐酸配成的敏化液对铜粉敏化lOmin，水洗过滤至中性;再用lg/L的银氨溶液对铜粉进行活化lOmin，水洗过滤到中性，并用真空抽滤瓶过滤待用；
(2)将酒石酸钾钠(90g/L)、葡萄糖(20g/L)溶解在去离子水中配置成A溶液。将硝酸银用去离子水溶解，浓度为(15g/L)，滴加氨水直到产生的沉淀消失，配置成B溶液。将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌；随后缓慢加入B溶液，持续搅拌40min，转速为400r/min，期间用NaOH调节镀液PH值为10。反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，并用酒精洗涤2次，抽滤得到镀银铜粉；
(3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在60 °C真空烘箱中烘干，用球磨机球磨2h，转速200r/min，得到具有金属光泽的包覆紧密、均匀的白色镀银铜粉。
[0017]本材料为有金属光泽的白色粉末，初始氧化温度为270°C，400°C下保温2h的氧化增重5.1%。
[0018]实施例三:
(1)取200目球状铜粉，加入5%的稀硫酸以除去铜粉表面的氧化层等杂质，用去离子水洗涤至中性；用20g/L的SnCl2和40ml/L的盐酸配成的敏化液对铜粉敏化1min，水洗过滤至中性;再用2g/L的银氨溶液对铜粉进行活化lOmin，水洗过滤到中性，并用真空抽滤瓶过滤待用；
(2)将酒石酸钾钠(90g/L)、葡萄糖(20g/L)溶解在去离子水中配置成A溶液。将硝酸银用去离子水溶解，浓度为(20g/L)，滴加氨水直到产生的沉淀消失，配置成B溶液。将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌；随后缓慢加入B溶液，持续搅拌40min，转速为400r/min，期间用NaOH调节镀液PH值为10。反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，并用酒精洗涤2次，抽滤得到镀银铜粉；
(3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在60°C真空烘箱中烘干，用球磨机球磨2h，转速200r/min，得到具有金属光泽的包覆紧密、均匀的白色镀银铜粉。
[0019]本材料为有金属光泽的白色粉末，初始氧化温度为260°C，400°C下保温2h的氧化增重5.7%。
[0020]对比例一:
对纯铜粉进行测试，初始氧化温度190°C，400°C下保温2h的氧化增重12.5%。
[0021]对比例二:
(1)取200目球状铜粉，加入5%的稀硫酸以除去铜粉表面的氧化层等杂质，用去离子水洗涤至中性，并用真空抽滤瓶过滤待用；
(2)将葡萄糖(20g/L)溶解在去离子水中配置成A溶液。将硝酸银用去离子水溶解，浓度为15g/L，滴加氨水直到产生的沉淀消失，配置成B溶液。将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌；随后缓慢加入B溶液，持续搅拌40min，转速为400r/min，期间用NaOH调节镀液PH值为10。反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，并用酒精洗涤2次，抽滤得到镀银铜粉；
(3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在60°C真空烘箱中烘干，得到灰黑色的镀银铜粉。
[0022]本材料为灰黑色粉末，初始氧化温度为220°C，400°C下保温2h的氧化增重9.5%。
[0023]对比例三:
(I)取200目球状铜粉，加入5%的稀硫酸以除去铜粉表面的氧化层等杂质，用去离子水洗涤至中性，并用真空抽滤瓶过滤待用；
(2)将酒石酸钾钠(90g/L)、葡萄糖(20g/L)溶解在去离子水中配置成A溶液。将硝酸银用去离子水溶解，浓度为20g/L，滴加氨水直到产生的沉淀消失，配置成B溶液。将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌；随后缓慢加入B溶液，持续搅拌40min，转速为45r/min，期间用NaOH调节镀液PH值为10。反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，并用酒精洗涤2次，抽滤得到镀银铜粉；
(3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在60°C真空烘箱中烘干，得到灰白色的镀银铜粉。
[0024]本材料为灰白色粉末，初始氧化温度为250°C，400°C下保温2h的氧化增重7.3%。
【主权项】
1.本发明涉及一种镀银铜粉的制备方法，其特征是:包括预处理、表面镀银和后处理三个步骤: (1)预处理:取80?300目的铜粉用稀硫酸洗涤，除去铜粉表面的氧化层，随后水洗过滤，将其洗涤到中性，用氯化亚锡对铜粉进行敏化处理，水洗过滤之后再用银氨溶液对铜粉进行活化处理，水洗过滤到中性； (2)表面镀银:将还原剂溶解在去离子水中配置成A溶液，将一定量的硝酸银用去离子水溶解，滴加氨水，直到产生的沉淀消失，配置成B溶液;将预处理之后的铜粉加入到A溶液中，并用磁力搅拌器进行搅拌，随后缓慢加入B溶液，持续搅拌20?60min，反应时用NaOH调节镀液PH值在9?11之间；反应结束后将铜粉用去离子水洗涤过滤至中性，最后用酒精洗涤2?3次，抽滤得到镀银铜粉； (3)后处理:将过滤好的镀银铜粉在真空烘箱中烘干，并使用球磨机球磨处理，得到包覆完全的镀银铜粉，完成铜粉表面镀银。2.本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法步骤(I)中，预处理过程对铜粉进行敏化与活化处理，其中敏化处理液由10?20g/L的氯化亚锡和20?40ml/L的盐酸组成，活化处理液由0.5?2g/L的硝酸银和20?30ml/L的氨水组成。3.本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(2)中:镀银工序的还原剂为甲醛20?30g/L、葡萄糖20?30g/L、酒石酸钾钠70?100g/L中的一种或其混合物。4.本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(2)中:镀银工序中使用磁力搅拌器，转速为400?500r/min。5.本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(2)中:配制B溶液的AgNO3的浓度为10g/L?20g/L。6.本发明所述的制备表面镀银铜粉的方法，步骤(3)中:使用球磨的方法进行后处理，球料比为5:1?10:1，转速为50?300r/min，球磨时间为0.5?4h。7.本发明所述的铜粉表面镀银的方法，镀银层的厚度为0.2?Ιμπι。
【文档编号】C23C18/44GK105965010SQ201610342905
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】刘焕超, 耿浩然, 肖振, 代文燕
【申请人】济南大学