本发明属于贵金属粉体制造领域,特别涉及一种电子浆料用微米级球形铂粉的制备方法。
背景技术:
0、技术背景
1、在现代工业和新技术产业中,铂族金属由于其优越的理化性质,有着极其广泛的应用。其中,铂具有很高的化学稳定性和催化活性,在医药、半导体器件、集成电路以及精密合金等领域具有重要应用;以铂合金作为涂层材料的应用,极大地推动了航空航天工业的发展;高纯铂被广泛地应用于国防、军工、电子行业等领域。
2、铂粉体由于其优良的电学性能和化学稳定性,其作为电子浆料的功能相粒子在电子工业领域有着十分广泛的应用。其中,金属相粒子的粒径分布及其微观形貌对金属化膜层的电学、力学性能和焊接性能有着很大的影响。
3、国内外针对贵金属粉体及其合金的制备已经进行了大量的研究。目前,物理法制造的粉体,粒径往往高达数十微米,且形状不规则,无法适用于小体积、薄印刷层要求的微型元器件制造,例如公开号为cn111774578a的专利公开了一种微米级铂粉的制备方法,该方法通过熔炼、底铸、裁剪、脉冲放电制粉、除黑、筛分,可以得到粒径约20μm的铂粉,需要进行筛分去除异型形状的粉体。而已公开报道的铂粉化学合成法其产物均在纳米尺度上,例如,公开号为cn104550999a的专利公开了一种化学还原法制备亚微米级蜂窝状铂粉的方法,该方法通过将铂盐加入分散剂体系溶解,然后加入还原剂还原出铂粉,真空干燥,能够可控地制得粒径在40~480nm之间的蜂窝状铂粉。然而,纳米级的铂粉在制备浆料时较难分散,烧结时收缩较为严重,容易产生孔隙、裂痕等缺陷,难以与粘结相形成致密包覆,严重影响元件的电学、力学性能。
技术实现思路
1、本发明针对上述问题,提供一种电子浆料用微米级球形铂粉的制备方法。该方法通过控制温度、反应液的浓度、还原剂的浓度,能够稳定、可控地合成粒径范围在0.5~4μm,振实密度在5.0g/ml-8.0g/ml的分散性好的球形铂粉。
2、本法的技术方案是:
3、电子浆料用微米级球形铂粉的制备方法,有以下步骤:
4、1)制备铂溶液
5、取纯度99.95%的海绵铂,加入王水,加热煮沸,待溶解完全后浓缩酸液,加浓盐酸赶尽硝酸,加入氯化钠固体,加热,蒸发结晶,纯水溶解,得到原液;
6、2)化学还原
7、将步骤1)所得原液稀释为铂浓度为1g/l~10g/l,缓慢滴加还原剂水溶液,至反应液变为无色,不再产生沉淀;
8、3)过滤干燥
9、沉淀用布氏漏斗减压过滤,热水反复洗涤沉淀,直到沉淀没有酸味、氨味,洗液呈中性,将沉淀干燥24小时,得到粒径范围为0.5~4μm,振实密度为5.0g/ml-8.0g/ml的分散性好的微米级球形铂粉。
10、步骤1)所述铂与王水的固液比大于1:6。
11、步骤1)所述王水的体积比为盐酸:硝酸:水=3:1:1至6:1:1,盐酸重量百分比浓度:36%-38%,硝酸重量百分比浓度:65%-68%。
12、步骤1)所述氯化钠与铂粉质量比为0.5:1至5:1。
13、步骤2)所述还原剂为硼氢化钠、水合肼、乙二醇中的一种或几种。
14、步骤2)所述还原剂水溶液的浓度为1% -5%。
15、步骤2)所述缓慢滴加还原剂的速率为1滴/1s至1滴/5s。
16、步骤3)所述干燥温度为100℃至350℃。
17、本发明的有益效果:
18、1)采用本发明方法制备通过减小反应物浓度、降低反应温度、降低还原速率的任一条件,都可以减缓成核速率,增加铂前驱体在铂核上的吸附还原,得到更大粒径的粒子,反之,可以得到更小粒径的粒子。因此,采用本申请所述方法,通过控制上述因素使铂粉主要粒径控制在0.5~3μm之间,所述铂粉粒径可调控,所得铂粉的球形性良好,铂粒子均呈规整的球形,不需要进行筛分,减少工序的同时也降低了铂的损耗;分散性好,不团聚,不粘结;粒径分布对浆料有益,粒径太粗,影响堆积密度进而影响振实密度、以及电子浆料后续工序成型性和严重影响元件的电学、力学性能,粒径太细,制备浆料时较难分散,烧结时收缩较为严重,容易产生孔隙、裂痕等缺陷,难以与粘结相形成致密包覆,严重影响元件的电学、力学性能。本发明铂粉主要粒径控制在0.5~4μm之间,除了主要粒径外,还有少量小粒径(<0.2μm)粒子分布,利于获得更高的堆积密度和更均匀的烧结效果。
19、2)本发明所述方法操作步骤简便,条件控制温和,能耗低,制备过程中通过得当控制,没有其他有毒有害物质,对健康及环境较为友好。
1.一种电子浆料用微米级球形铂粉的制备方法,其特征在于,有以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1)所述铂与王水的固液比大于1:6。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1)所述王水的体积比为盐酸:硝酸:水=3:1:1至6:1:1。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述盐酸重量百分比浓度:36%-38%,硝酸重量百分比浓度:65%-68%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1)所述氯化钠与铂粉质量比为0.5:1至5:1。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤2)所述还原剂为硼氢化钠、水合肼、乙二醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤2)所述还原剂水溶液的浓度为1%-5%。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤2)所述缓慢滴加还原剂的速率为1滴/1s至1滴/5s。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤3)所述干燥温度为100℃至350℃。