专利名称：Al-Ag合金粉末化学镀银的制备方法
技术领域：
本发明涉及铝合金粉表面包覆金属银的方法，具体涉及一种在铝合金粉表面直接通过化学镀的方法包覆金属银，得到银包覆铝合金粉的制备方法，属于化学镀技术领域。
背景技术：
金属银具有良好的导电性以及装饰性、抗菌性、可焊性、反光性、耐蚀性等特点，在航空航天、光学仪表、无线电通讯器材、激光等领域具有广泛的应用，但银同时具有容易迁移、价格昂贵等缺点，这在一定程度上制约了银的使用。在其他材料基体表面包覆银，既可以节省银材料，而且能显示金属银的特殊性能，并能充分发挥两种材料的作用，因而包覆银材料成为人们关注的热点。目前已报道的银包覆材料种类繁多，如镀银铜粉可用作电子浆料、电极材料、催化剂和电磁屏蔽材料等；镀银镍粉用作弹性树脂系统的填充料，生产高性能射频干扰和电磁干扰屏蔽用导电垫片，以及要求具有良好导电性能的一些其他产品；空心或实心玻璃微球表面镀银可用作厚膜电路材料、电容器、垫圈和密封材料；镀银铝粉作为一种功能性导电填料，可将其添加于涂料、粘合剂、油墨、塑料、橡胶，广泛应用于导电涂料、 电磁屏蔽材料、吸波材料、防静电等领域。同其他镀银材料相比，镀银铝粉具有质轻、成本较低、耐腐蚀性好、色浅等优点，有装饰和高反射双重效果。Al粉为两性金属，与其他金属相比较而言，镀覆难度大。目前报导的镀银铝粉的制备方法主要有三种，一种是Al粉经过活化敏化后，采用氧化还原反应直接进行化学镀银， 该方法所得粉末均勻性不是很好，而且预处理工艺繁琐。另一种是Al粉经过表面预处理后进行化学镀铜，再通过置换反应镀银，该方法制得的合金粉银层内覆盖一层铜，而且铜层置换镀银过程中，极易被氧化；还有一种方法是在Al粉表面包覆一层多胺类物质或其他具有催化活性的物质，然后在活性物质表面进行化学镀银，此方法预处理工艺繁琐，所得粉末为 Al-X-Ag复合粉末，具有很好的完整性。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服上述存在的中间过渡层，提供一种以ΑΙ-iVg合金粉为原料，在其表面直接进行化学镀银的制备方法，该方法操作简单便利、能耗低。ΑΙ-iVg合金粉末化学镀银的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤1)A1-Ag合金粉的制备采用真空雾化法制备ΑΙ-iVg合金粉；然后ΑΙ-iVg合金粉末预处理取Al-Ag合金粉，用浓度为0. 005-0. 03Wt%的NaOH溶液腐蚀，水洗；WAl-^Vg合金粉镀银在室温常压条件下，将合金粉置于硝酸银溶液中进行前驱置换反应；置换30min后，将该粉体分离出来，置于化学镀银还原液中，该还原液由葡萄糖、 硫脲、酒石酸、无水乙醇组成，银盐为银氨溶液，在超声条件下银氨溶液逐滴滴入还原液中； 镀覆结束后，水洗、真空干燥；:3)Al-iVg合金粉镀银粉末后处理对步骤幻得到的镀银粉末进行热处理，真空条件或惰性气体保护，240-600°C，池。
步骤1)中优选Al-Ag合金粉中银含量为0. 5-10wt% ；步骤2~)中硝酸银溶液浓度优选为10wt%，还原液中优选葡萄糖的浓度27g/L、硫脲的浓度ang/L、酒石酸的浓度4g/L ； 银氨溶液浓度优选50g/L ；银氨溶液滴入还原液中时，pH为11. 5-12. 5、温度25_35°C，反应 20-50min。本发明技术方案为粉末进行去氧化膜处理，同时也达到了粗化的作用，使得粉末与银盐的有效碰撞面积增大，增加了镀层与基材间的接触面；然后进行前驱置换反应，前驱置换反应后合金粉末颗粒表面包覆的一薄层银具有自催化作用，可以直接进行化学镀银， 镀银后的粉末进行热处理，可以增加银层的附着力，同时使银层更加均勻化，降低电阻率。 流程如图1所示。本发明的优点在于选用ΑΙ-iVg合金粉作为镀银基体，在前驱置换过程中，合金粉内处于亚稳态的Ag2Al相有利于表面新相银颗粒的形核与长大，同时，由于大部分杂质原子在晶界处的富集，造成了晶界与晶粒之间有电势差，形成微电池，有利于前驱置换反应的进行。此外，合金粉末采用NaOH溶液腐蚀后，既达到去除氧化膜的作用，又增加了镀层与基材间的接触面，有利于提高镀层的结合强度。并且由于前驱置换镀银后，合金粉表面的银具有自催化作用，不需要活化敏化，就可以直接进行化学镀银，对镀银后的粉末进行热处理，提高银层的附着力和均勻性。最后得到银层包覆完整均勻、导电性能良好的ΑΙ-iVg粉体。工艺简单易于操作，降低了成本和能耗。
图1为本发明的反应原理流程图；图2为雾化制取的呈球状的Al-Ag合金粉图；图3为雾化制取的Al-Ag合金粉背散射图；图4为前驱置换镀银后的Al-Ag粉，表面包覆一薄层银；图5化学镀后的Al-Ag合金粉，表面包覆完整、均勻、致密、光滑；图6为前驱置换镀银时，不同时间的银层沉积形貌，银层首先从晶界处开始富集图；图7为化学镀时由于银的自催化作用，银继续沉积，而没有银的地方，银层不继续沉积的图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例详细解释本发明，但本发明并不限于以下实施例。以下实施例反应原理流程图见图1，雾化制取的呈球状的ΑΙ-iVg合金粉见图2，其背散射图见图3，合金相Ag2Al分布在晶界处；前驱置换镀银后的ΑΙ-iVg粉，其表面包覆一薄层银，见图4 ；化学镀后的ΑΙ-iVg合金粉，表面包覆完整、均勻、致密、光滑，见图5 ；前驱置换镀银时，不同时间的银层沉积形貌，银层首先从晶界处开始富集，见图6 ；前驱置换反应 15min，进行化学镀的银层沉积形貌，化学镀时由于银的自催化作用，银继续沉积，而没有银的地方，银层不继续沉积，见图7。实施例11)A1-Ag合金粉的制备喷制银含量为Iwt %的合金粉末。
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2)Al-Ag合金粉的预处理取2g合金粉，用浓度为0. 02wt%的NaOH溶液腐蚀，看到有微细气泡析出时，将去膜粗化后的合金粉迅速用去离子水洗3遍。:3)Al-iVg合金粉包银在室温常压条件下，将合金粉置于浓度为10wt%的硝酸银溶液中进行前驱置换反应；置换30min后，将该粉体分离出来，置于IOOml的化学镀银还原液中，该还原液由葡萄糖07g/L)、硫脲Qmg/L)、酒石酸(4g/L)、无水乙醇等组成，银盐为银氨溶液(50g/L)，在超声条件下将50ml的银氨溶液逐滴滴入还原液中，其pH为11. 5、温度30°C，反应20min ；镀覆结束后，水洗、真空干燥。4)Al_iVg合金粉镀银粉末后处理将镀银粉末进行热处理，温度为300°C、40(TC、 500 V或600 V，真空条件下，保温2h。实施例21)A1-Ag合金粉的制备喷制银含量为3wt%的合金粉末。^Al-Ag合金粉的预处理取4g合金粉，用浓度为0.03wt%的NaOH溶液腐蚀，看到有微细气泡析出时，将去膜粗化后的合金粉迅速用去离子水洗3遍。:3)Al-iVg合金粉包银在室温常压条件下，将合金粉置于浓度为5wt%的硝酸银溶液中进行前驱置换反应；置换30min后，将该粉体分离出来，置于IOOml的化学镀银还原液中，该还原液由葡萄糖07g/L)、硫脲Qmg/L)、酒石酸(4g/L)、无水乙醇等组成，银盐为银氨溶液(50g/L)，在超声条件下将50ml的银氨溶液逐滴滴入还原液中，其pH为12、温度 30°C，反应30min ；镀覆结束后，水洗、真空干燥。4)Al_iVg合金粉镀银粉末后处理将镀银粉末进行热处理，温度分别为300°C、 400 V、500 V或600 V，真空条件下，保温2h。实施例31)A1-Ag合金粉的制备喷制银含量为5wt%的合金粉末。^Al-Ag合金粉的预处理取3g合金粉，用浓度为0. 02wt%的NaOH溶液腐蚀，看到有微细气泡析出时，将去膜粗化后的合金粉迅速用去离子水洗3遍。:3)Al-iVg合金粉包银在室温常压条件下，将合金粉置于浓度为10wt%的硝酸银溶液中进行前驱置换反应；置换40min后，将该粉体分离出来，置于IOOml的化学镀银还原液中，该还原液由葡萄糖07g/L)、硫脲Qmg/L)、酒石酸(4g/L)、无水乙醇等组成，银盐为银氨溶液(50g/L)，在超声条件下将50ml的银氨溶液逐滴滴入还原液中，其pH为11. 5、温度35°C，反应30min ；镀覆结束后，水洗、真空干燥。4)Al_iVg合金粉镀银粉末后处理将镀银粉末进行热处理，温度分别为300°C、 400 V、500 V或600 V，真空条件下，保温2h。本实施例中粉末的电阻率，即基体银含量为5wt%的镀银ΑΙ-iVg合金粉末热处理前后的电阻率，经过热处理，粉末电阻率逐渐下降，热处理温度越高，电阻率越低，具体见表1.
权利要求
1.Al-Ag合金粉末化学镀银的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)Al-Ag合金粉的制备采用真空雾化法制备Al-Ag合金粉；然后ΑΙ-iVg合金粉末预处理取Al-Ag合金粉，用浓度为0. 005-0. 05Wt%的NaOH溶液腐蚀，水洗；(2)Al-Ag合金粉镀银在室温常压条件下，将合金粉置于硝酸银溶液中进行前驱置换反应；置换30min后，将该粉体分离出来，置于化学镀银还原液中，该还原液由葡萄糖、硫脲、酒石酸、无水乙醇组成，银盐为银氨溶液，在超声条件下银氨溶液逐滴滴入还原液中；镀覆结束后，水洗、真空干燥；(3)Al-iVg合金粉镀银粉末后处理对步骤C3)得到的镀银粉末进行热处理，真空条件或惰性气体保护，240-600°C，浊。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤⑴中ΑΙ-iVg合金粉银含量为 0. 5-10wt%。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(2)中硝酸银溶液浓度为10wt%，还原液中葡萄糖的浓度27g/L、硫脲的浓度ang/L、酒石酸的浓度4g/L ；银氨溶液浓度优选50g/L ； 银氨溶液滴入还原液中时，PH为11. 5-12. 5、温度25-35°C，反应20-50min。
全文摘要
Al-Ag合金粉末化学镀银的制备方法，属于化学镀技术领域。取Al-Ag合金粉，用NaOH溶液腐蚀，水洗；在室温常压下，将合金粉置于浓度为硝酸银溶液中进行前驱置换反应；然后将该粉体分离出来，置于化学镀银还原液中，该还原液由葡萄糖、硫脲、酒石酸、无水乙醇组成，银盐为银氨溶液，在超声条件下银氨溶液逐滴滴入还原液中；镀覆结束后，水洗、真空干燥；对步骤得到的镀银粉末进行热处理，真空条件，240-600℃，2h。最后得到银层包覆完整均匀、导电性能良好的Al-Ag粉体。工艺简单易于操作，降低了成本和能耗。
文档编号C23C18/44GK102534585SQ20121001125
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者李冬梅, 李永卿, 王澈, 王群, 瞿志学 申请人:北京工业大学