电解法制备电极用针状银的方法技术

本发明专利技术公开了一种电解法制备电极用针状银的方法，该方法包括如下步骤：1）硝酸银制备、2）配制电解液、3）铸造银阳极板、4）装槽、5）银离子和酸度测定、6）开始电解、7）获取针状银产品电、8）取出的针状银用高纯水浸泡；本方法包含了提纯和电化学加工技术，本方法通过设置合适的银离子浓度、酸度、电流密度、极间距离等工艺参数，使电解液中银离子产生浓度梯度和浓度差，阴极上银晶体的生长不断的从银离子低浓度向高浓度的方向伸展，晶体生长的速度大于新的晶核生成和生长速度，从而获得针状的晶体，本方法生产的针状银可用于探测设备的探针或电极，针状银的纯度≥4N，可完全取代进口产品，满足国内生产需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
用于探测设备的探针或电极的针状银是以银晶体结构生长的、有一定的几何形状单晶体针状体，一定大小的针状银有良好导电性，便于与设备连接、固定。若使用普通的纯银来制备探测设备的探针或电极的针状银，则需要机械加工，而针状银较小，机械加工容易产生接触性夹杂和污染。我国使用的针状银目前依靠国外进口，现有技术中未见相关针状银的有关报道和文献。根据电化学理论，我们研制出电解法制备针状银晶体。 当电解槽通上电流后，阳极Ag+放出电子形成Ag+进入溶液，Ag — e — Ag+ ; 而阴极Ag+ +e — Ag 定浓度Ag+和酸度条件下，使两极间的Ag+产生浓度差，促使晶粒向此种离子浓度较大的方向伸长。申请号为200610124613. I的专利公开了 “一种无铜离子电解工艺”，本方法和其区别在于无铜离子电解工艺，铜杂质的电极电位接近银的电极电位，无铜离子电解工艺是通过KN03、K2SO4，获得低铜银。“无铜离子”电解工艺必须有足够的金属离子浓度和很大的电流密度获取粉状银。电解法制备电极用的针状银，包含了提纯和电化学加工技术(电化学加工是指金属电镀、抛光、电化学沉积和铸造等)，合适的控制银离子浓度、酸度、电流密度、极间距离，使电解液中银离子产生浓度梯度和浓度差，阴极上银晶体的生长不断的从银离子浓度低向浓度高的方向伸展(延伸)，晶体生长的速度大于新的晶核生成和生长速度，达到获得针状的晶体。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种。本专利技术目的通过下述技术方案来实现 I、一种，该方法包括如下步骤 1)硝酸银制备 将A g料加入洁净的容器内，再加入稀硝酸，加热使A g料缓慢溶解，浓缩去除多余的硝酸后，冷却结晶净化，得到纯净硝酸银； 2)配制电解液 将上述步骤得到的纯净硝酸银，加入去离子水，加入HNO3配成硝酸银电解液，将配制的电解液放入电解槽内； 3)铸造银阳极板 31)将石墨模具洗净，然后在真空条件下经过高温锻烧处理得到纯净的石墨模具；32)将金属银放入石墨模具内，插上一根石墨棒，经过高温炉铸造，使金属银按模具形状铸造成阳极板，冷却后掏出该石墨棒，用高纯水洗净银阳极板，干燥后备用。4)装槽 将阴极片、阳极隔膜槽、阴极导电片和阳极导电片、阴极导电丝和阳极导电丝、上述铸造得到的银阳极板依次装入电解槽； 5)银离子和酸度测定 测定电解液的银离子浓度和酸度，若电解液中的银离子和酸度满足下列条件则开始电解 Ag+ 的浓度为 O. 2-0. 45/ mol/L NO3-的浓度为 O. 35-0. 55 mol/L 若测定的Ag+偏低，则加入硝酸银来调节Ag+浓度，或通过加入少量的纯硝酸来增加酸度从而增加银离子浓度，增加酸度后阳极溶解使电解液中的Ag+浓度增加，而阴极析出的金属数量下降；直至满足上述范围； 若测定的NO3-偏低，则加入纯硝酸； 若测定的离子浓度偏高，则加入高纯水； 6)开始电解 按照如下条件进行电解控制 电流密度 50 120 A/m2， 槽电压 O. 5 I. 2 V， 极间距离 30-50mm, 电解液温度室温； 7)获取针状银产品 电解生长的针状银生成成熟脱落到盒里，及时取出针状银产品，目的是防止获得的针状银返溶到电解液里。8)取出的针状银用高纯水浸泡，用高纯水洗至P H值达到中性。2、作为优选方式，所述的步骤(5)进一步为 (5)测定电解液的银离子浓度和酸度，若电解液中的银离子和酸度满足下列条件则开始电解 Ag+ 的浓度为 O. 35-0. 4mol/L NO3-的浓度为 O. 4-0. 48 mol/L 若测定的Ag+偏低，则加入硝酸银来调节Ag+浓度，或通过加入少量的纯硝酸来增加酸度从而增加银离子浓度，增加酸度后阳极溶解使电解液中的Ag+浓度增加，而阴极析出的金属数量下降；直至满足上述范围； 若测定的NO3-偏低，则加入纯硝酸； 若测定的离子浓度偏高，则加入高纯水； Ag +的浓度确定在O. 35-0. 4mol/L是电解制备电极用针状银的成针基本条件之一。N03_的的浓度确定在O. 4-0. 48 mol/L是电解制备电极用针状银的基本条件之一，这是电解液中一定的银离子浓度所必需的电解液酸度。3、作为优选方式，所述的步骤(6)进一步为6)开始电解 按照如下条件进行电解控制 电流密度 50 100 A/m2， 槽电压 O. 5 I. 2 V， 极间距离 30-40mm, 电解液温度室温。电解液中阴阳离子浓度、电流密度、极间距离等是针状银制备的主要技术参数，其中某一参数的变化都会影响针状银的形状和尺寸大小，上述参数是通过反复试验摸索到的。 4、作为优选方式，所述的步骤(I)进一步为 I)硝酸银制备 将纯度4 6N的A g料加入容器内，再加入纯度不低于优级纯的稀硝酸,加热至40 80°C，使A g料缓慢溶解，浓缩去除多余的硝酸后，冷却结晶净化，得到纯净硝酸银。电解液的制备，要根据需要应用产品的形状、纯度、投入成本要求来选择不同纯度的原料银，电解液的纯度是重要技术条件之一，直接影响产品纯度。金属银与稀硝酸反应，将加热温度设置在40 80°C有助于加快溶解，若温度过高会使液体或气态逸出造成贵金属损失，过高温度浓缩硝酸银会使得到的硝酸银分解。5、作为优选方式，所述的步骤(2)进一步为 (2)配制电解液 将上述步骤得到的纯净硝酸银，加入高纯去离子水，加入优级纯HNO3,配成硝酸银电解液，使配制的硝酸银电解液中的Ag +为O. 28 O. 55 mol/L, N03_的浓度为O. 4 O. 63mol/L,将配制的电解液放入电解槽内。6、作为优选方式，所述的步骤(3)进一步为 (3)铸造银阳极板 31)将石墨模具分别经过王水、盐酸浸泡，然后用高纯水煮到中性，在真空条件下经过高温锻烧处理得到纯净的石墨模具； 32)将金属银放入石墨模具内，插上一根石墨棒，经过高温炉铸造，使金属银按模具形状铸造成阳极板，冷却后掏出该石墨棒，用高纯水洗净银阳极板，干燥后备用。王水是硝酸和盐酸的混合酸，能使大多数金属杂质溶解；1:1的稀盐酸可以使多数金属氧化物溶解；高温煅烧使易挥发杂质挥发掉，通过对石墨模的酸洗和高温煅烧使石墨模纯化。7、作为优选方式，所述的步骤(4)进一步为(4)装槽 将阴极片、阳极隔膜槽、纯度4N以上的阴极导电片和阳极导电片、纯度4N以上的阴极导电丝和阳极导电丝、上述铸造得到的银阳极板依次装入电解槽。电解槽可采用有机玻璃等稳定高分子材料，因为其不会与电解液发生化学反应，不会污染电解液；上述纯度4N以上的阴极导电片和阳极导电片、纯度4N以上的阴极导电丝和阳极导电丝，可以满足制备纯度为4N的产品要求，不会污染产品。8、作为优选方式，所述的步骤(7)进一步为 (7)获取针状银产品每个阴极下部放一个钻有多孔的有机玻璃盒，电解生长的针状银生成成熟会自动脱落到有机玻璃盒里，及时取出针状银产品。多孔的有机玻璃盒用于收集针状银，用多孔的有机玻璃盒把电解液与针状银分开。9、作为优选方式，所述步骤(31)进一步为将石墨模具分别经过王水、盐酸浸泡，然后用高纯水煮到中性，在真空条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解法制备电极用针状银的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1）硝酸银制备将Ａｇ料加入洁净的容器内，再加入稀硝酸，加热使Ａｇ料缓慢溶解，浓缩去除多余的硝酸后，冷却结晶净化，得到纯净硝酸银；2）配制电解液将上述步骤得到的纯净硝酸银，加入去离子水，加入HNO3配成硝酸银电解液，将配制的电解液放入电解槽内；3）铸造银阳极板31）将石墨模具洗净，然后在真空条件下经过高温锻烧处理得到纯净的石墨模具；32）将金属银放入石墨模具内，插上一根石墨棒，经过高温炉铸造，使金属银按模具形状铸造成阳极板，冷却后掏出该石墨棒，用高纯水洗净银阳极板，干燥后备用；4）装槽　　将阴极片、阳极隔膜槽、阴极导电片和阳极导电片、阴极导电丝和阳极导电丝、上述铸造得到的银阳极板依次装入电解槽；5）银离子和酸度测定　　测定电解液的银离子浓度和酸度，若电解液中的银离子和酸度满足下列条件则开始电解：Ag＋？？的浓度为0.2？0.45？mol/LNO3？的浓度为0.35？0.55？mol/L；若测定的Ag＋偏低，则加入硝酸银来调节Ag+浓度，或通过加入少量的纯硝酸来增加酸度从而增加银离子浓度，增加酸度后阳极溶解使电解液中的Ag+浓度增加，而阴极析出的金属数量下降；直至满足上述范围；若测定的NO3？偏低，则加入纯硝酸；若测定的离子浓度偏高，则加入高纯水；6）开始电解按照如下条件进行电解控制：电流密度？？50～120？A/m2？，？？？？？？？？？？？槽？电？压？？0.5～1.2？V，极间距离？？30？50mm，电解液温度：室？温；7）获取针状银产品电解生长的针状银生成成熟脱落到盒里，及时取出针状银产品；8）取出的针状银用高纯水浸泡，用高纯水洗至ＰＨ值达到中性。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国忠，杨卫东，
申请(专利权)人：东方电气集团峨嵋半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：