一种电阻浆料用RuO2及其制备方法与流程

本发明属于粉末冶金，具体涉及一种电阻浆料用ruo2及其制备方法。

背景技术：

1、ruo2是厚膜电阻浆料不可或缺的重要材料，在电子材料科学领域举足轻重。随着科技进步，高新材料不断发展，电阻浆料要求日趋严苛，以适应各种需要。自1960年代末期开始，ruo2作为电阻浆料的导电相时，由于电阻值具有很好的稳定性能，电阻值的范围宽，热稳定性好，噪声小等都是高性能电阻浆料必备的优异性能，因此得到了迅速发展，成为如今市场上使用最普遍的电阻浆料。在电阻浆料中，ruo2作为功能相的作用是传导电流，它直接影响厚膜电阻的电性能参数、稳定性和可靠性。功能相一般由一些导电微粒组成，具体需要满足以下要求：良好的化学稳定性，不与有机溶剂产生反应；烧结过程中，不与无机粘结相发生反应，不与烧结时营造的气体氛围发生化学反应；较高的熔点、沸点以及高温下稳定的化学性能，在高温下不会发生氧化、分解、相变等反应；与玻璃有良好的浸润性，在玻璃相中的扩散小，对导电链在电阻膜层中形成有利，且有很好的重现性；不发生迁移现象；易形成合金，合金化对于改善电阻性能非常有利；耐热循环；导电相浓度与制备的电阻膜层的电阻值之间有变化平缓的相互依赖的关系。ruo2玻璃釉电阻的阻值及其他性能，在很大程度上取决于ruo2原料的制备方法与处理途径。ruo2具有两种变体，一种是无定型态，一种是金红石型结构的正方晶系，两种变体均有电导性。ruo2的氧化度、微量价态的变化、晶粒的大小、颗粒度的大小、微量杂质、处理温度的高低等，不但影响电阻浆料阻值的高低，而且影响电阻特性的好坏。因此，制备性能优良的ruo2粉末对片式电阻浆料的发展和国产化尤为重要。

2、陆冬梅等人进行了ruo2的制备，其工艺为，将钌粉、氢氧化钾和硝酸钾于600℃下碱熔获得钌酸钾后，配制成溶液，再加入一定量的还原剂溶液进行还原，即可得到水合ruo2沉淀，并经一系列的水洗、烘干、焙烧等后续处理，得到了粒度分布较窄、分散性较好的ruo2粉。但该方法所制备ruo2未提及比表面积和纯度，且碱融过程易造成金属挥发损失。（来源：陆冬梅，王要东，王大林，等.用于片式电阻浆料的ruo2粉的制备[j].微电子学，2014(5):5。）。

3、柴倓制备出了电阻浆料用ruo2，具体为，配制不同浓度的三氯化钌，加热至不同的温度后，使用滴定管逐滴加入碱溶液直至溶液ｐｈ≥７，将得到的溶液静置2ｈ，进行洗涤过滤，洗去溶液中的cl-，为后续制备浆料使用。使用热的去离子水在离心机上以12000r/min的转速进行洗涤，直至上清液的电导率为0μs/cm，此时将溶液使用玻砂漏斗进行过滤，将得到的沉淀在鼓风干燥箱中80℃下进行烘干，得到所需粉体。该专利未提及ruo2的纯度且铵盐沉淀过程会有部分氯钌酸铵生成，加剧钌原料的损耗。（来源：柴倓.氧化钌及其电阻浆料的制备及性能研究[d].昆明理工大学,2017。）。

4、nisha b.和vidyalakshmi y.等公布了一种氧化钌的制备方法，具体步骤为：配置一定量的三氯化钌溶液50ml,在搅拌速度为100r/min的条件下加入5ml植物提取物。加入提取物后，可观察到细小的氧化钌沉淀，混合物在8000r/min下离心20min。沉淀物在50℃的热风干燥箱中干燥，干燥的样品在600℃下煅烧3h，得到颗粒小且均匀的ruo2粉末。该专利未提及ruo2的纯度，且用植物提取物作为沉淀剂容易引入杂质，颗粒太细更易引起团聚。（来源：nisha b.,vidyalakshmi y.,sirajunnisa abdul razack.enhanced formation ofruthenium oxide nanoparticles through green synthesis for highly effificientsupercapacitor applications[j]. advanced powder technology，2019：0921-8831）。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电阻浆料用ruo2及其制备方法，在保证纯度的同时，尽量提高粉末球形度，增大其表面积。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

2、本发明一种电阻浆料用ruo2粉末为类球形，流散性好，ruo2的纯度大于99.99%，粒径200～500nm，比表面积大于80m2/g。

3、上述ruo2的制备方法如下。

4、（1）熔融活化:将钌块与锌块混合后置于高温炉中熔融活化。

5、（2）喷雾干燥:将步骤（1）所得合金进行高压酸浸处理，得到亚微米级、类球形钌粉。

6、（3）洗涤、干燥：将高压酸浸所得粉末超声分散洗涤、干燥后，除去锌和氯杂质得到纯度≥99.99%的超细钌粉。

7、 （4）氧气流中煅烧氧化：将步骤（3）所得粉末置于石英舟煅烧氧化中，获得电阻浆料用ruo2产品。

8、本发明通过本发明采用熔融活化、高压酸浸去合金化、氧气流中煅烧氧化等联合的方法制备ruo2，艺流程简单，易于实施，ruo2的纯度大于99.99%，类球形，流散性好，粒径200～500nm，比表面积大于80m2/g。

技术特征：

1.一种电阻浆料用ruo2粉末，其特征在于：所述ruo2为类球形，粒径200～500nm，平均粒径为300nm。

2.根据权利要求1所述的电阻浆料用ruo2粉末，其特征在于：粉末的纯度大于99.99%。

3.根据权利要求1所述的电阻浆料用ruo2粉末，其特征在于：粉末的比表面积大于80m2/g。

4.一种如权利要求1所述电阻浆料用ruo2粉末的制备方法，其特征在于包含以下工艺步骤：

5.根据权利要求4所述的一种电阻浆料用ruo2粉末的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的钌块与锌块的质量比为1:1～10；熔炼温度为700～1200℃。

6.根据权利要求4所述的一种电阻浆料用ruo2粉末的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述高压酸浸去合金化条件为：控制液固比为10～100，压力为0.5～5mpa，温度为100～250°c。

7.根据权利要求4所述的一种电阻浆料用ruo2粉末的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的洗涤过程采用超纯水洗涤5～20次，50～100°c干燥12～36h。

8.根据权利要求4所述的一种电阻浆料用ruo2粉末的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的氧气流中煅烧氧化氧气流速为1～10l/min，煅烧温度600～1200°c，煅烧时间1～5h。

技术总结
本发明公开了一种电阻浆料用RuO<subgt;2</subgt;及其制备方法，其步骤包括：1、熔融活化：将钌块与锌块混合后置于高温炉中熔融活化；2、高压酸浸去合金化：将步骤1所得合金进行高压酸浸处理，得到亚微米级、类球形钌粉；3、洗涤、干燥：将高压酸浸所得粉末超声分散洗涤、干燥后，除去锌和氯杂质得到纯度≥99.99%的超细钌粉；4、氧气流中煅烧氧化：将步骤3所得粉末置于石英舟中煅烧氧化，获得电阻浆料用RuO<subgt;2</subgt;产品。本发明工艺流程简单，易于实施，RuO<subgt;2</subgt;的纯度大于99.99%，类球形，流散性好，粒径200～500nm，比表面积大于80 m<supgt;2</supgt;/g。

技术研发人员：王俊,吴慧明,付子超,桂向楠,桂剑标
受保护的技术使用者：江西金海岛新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15