本发明专利技术公开了一种Ｃｕ－Ａｇ核壳复合金属粉末的制备工艺，采用直接镀法对Ｃｕ粉进行预镀，不但使Ａｇ更有利的在Ｃｕ的表面结晶生长，而且有利于葡萄糖浴中化学反应的进行；再经两次葡萄糖浴与两次致密化处理后，实现了在微米级Ｃｕ粉的表面包覆一完整且致密的Ａｇ层，使Ａｇ层中的空隙大大减少，改善了镀银铜粉的高温抗氧化性，同时提高了Ｃｕ核与Ａｇ层之间的结合强度。用本发明专利技术制备工艺得到的镀银铜粉在７９０℃以下具有良好的抗氧化性，克服了镀银铜粉导电浆料在成膜烧结过程中易被氧化的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种导电金属粉末的制备工艺，特别涉及一种Cu-Ag复合金属粉末的制备工艺。
技术介绍
银是所有金属中导电性能最好的，其室温(20℃)电阻率ρ＝1.59×10-6Ω.cm，除此之外，Ag还具有抗氧化性好、性能稳定等特点。但是，其价格昂贵，资源短缺，只能用于特殊的场合，不能大规模的应用。而Cu粉价格较低，仅为Ag的1/20左右，其导电性优良(ρ＝1.7×10-6Ω.cm)，被广泛应用于导电涂料，电极材料，催化剂等领域。但Cu抗氧化能力差，长期暴露在空气中表面易形成氧化膜从而对其性能有很大影响。在铜粉表面镀银则可以克服单一使用这两种粉体的缺点。因此，近年来，关于铜粉镀银的研究越来越多。由于Cu-Ag核壳复合粉末的生产成本比银粉低，故可以取代银粉成为电子工业中的重要材料，作为厚膜、电阻、陶瓷、介质等电子浆料的基本功能材料。除此之外，还可广泛用于高效催化剂、电磁屏蔽材料、无机杀菌材料、隐性材料、导电胶，导电涂料等领域。目前制备Cu-Ag复合粉末比较常用的化学法有两种一种是直接镀银法，另一种是化学镀法。直接镀银法就是直接用铜粉做还原剂去置换银氨配位离子得到银颗粒，使之沉积在铜粉表面，此制备方法虽然工艺简单，成本低，但是在铜核表面却无法得到包覆完整的Ag层，大量的结果显示Ag以点缀状包覆在Cu粉的表面，这是因为反应产生的Cu2+易与氨等配位剂配合形成2+，而Cu对2+有较强的吸附作用，阻碍了Cu的进一步置换。用此工艺制备的镀银铜粉只具备常温抗氧化能力，而在生产工艺中，导电浆料需要在500℃下烧结以除去有机物，点缀状包覆的镀银铜粉在此过程中往往会发生氧化，使其导电性能明显下降。所以，直接镀银法离实际应用还有很大的距离。化学镀法最经典的例子就是银镜反应，也叫葡萄糖浴法，用此种方法虽然可以得到包覆较好的Cu-Ag粉末，但是由于Cu表面原子活性不高、不够粗糙以及大量2+对反应的影响，导致Cu核表面的Ag层不均匀且容易在镀液中形成Ag的单个颗粒。此外，化学镀的工艺特点决定了Ag层中存在大量的孔隙，导致Ag层的致密性不好，严重影响了其抗氧化性能。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有Cu-Ag复合粉末制备工艺所制的得粉末所存在的Ag层的致密性不好，影响其高温抗氧化性能的缺点，提供了一种Cu-Ag核壳复合金属粉末的制备工艺。为达到以上目的，本专利技术是采取如下技术方案予以实现的一种Cu-Ag核壳复合金属粉末的制备工艺。包括下述步骤第一步镀前处理将微米级Cu粉于置于A号锥形瓶中，加入丙酮试剂，超声波处理以去除铜粉表面的有机物，用蒸馏水清洗后再对Cu粉进行酸洗，之后再用蒸馏水清洗，直到检测不到Cu2+，最后加入蒸馏水和Cu粉重量1/12的十二烷基苯磺酸钠待用；第二步直接法预镀银取Cu粉重量1/2的AgNO3于B号锥形瓶中，加入蒸馏水，再加重量浓度为20-30％的氨水直到溶液再次变清亮为止，然后在搅拌下将B号锥形瓶中溶液缓慢滴加到A号锥形瓶中，搅拌至反应完全；第三步葡萄糖浴(1)配制还原剂取Cu粉重量1.9倍的葡萄糖(C6H12O6)和Cu粉重量1/12的酒石酸于C号锥形瓶中，加入蒸馏水，摇荡使其溶解。加热煮沸，冷却后待用；(2)配制吐伦试剂取Cu粉重量1.2倍的AgNO3于D号锥形瓶中，加入蒸馏水，再向其中滴加重量浓度为20-30％的氨水，开始时透明的硝酸银溶液变浑浊，继续滴加氨水至溶液变为无色透明的液体，取Cu粉重量1/2的NaOH，用蒸馏水配成溶液，然后缓慢滴加到D号锥形瓶中，快速搅拌，溶液由无色变为黑色，之后再滴加氨水直到溶液再次变为无色透明的液体；(3)化学镀银将经过直接镀的镀银铜粉与C号锥形瓶中的溶液混合，水浴并搅拌，随后滴加D号锥形瓶的溶液，开始时快速滴加，使镀液的PH值上升到12，之后缓慢滴加，继续搅拌至反应完全；第四步分离干燥将反应完的粉末用蒸馏水清洗离心5次，再用无水乙醇清洗离心2次，然后在70℃下干燥；第五步致密化处理将干燥后的镀银铜粉在氢气、氮气或氩气的保护下于200-500℃保温1小时，之后随炉冷却。按照上述方案，还可以在第五步之后再进行第六步，再次葡萄糖浴，重复第三步；第七步分离干燥，重复第四步；第八步再次致密化处理，将干燥后的镀银铜粉在氢气保护下于200-500℃保温1-2小时，之后随炉冷却。最优的方案是所述的第五步和第八步致密化处理的工艺条件是，将干燥后的镀银铜粉在350℃氢气保护下保温1小时，之后随炉冷却。本专利技术通过直接镀法对Cu粉进行预镀，在Cu的表面得到了点缀状的Ag颗粒。在随后的葡萄糖浴中，点缀状的Ag颗粒在Cu粉的表面作为形核催化中心，使银颗粒在铜粉表面逐渐成核长大，从而获得连续覆盖的Ag层。此外，预镀处理避免了在葡萄糖浴中Cu与+大量反应生成2+，这不仅提高了镀层的质量，而且有利于反应的进行，再用葡萄糖浴法得到的包覆完整的镀银铜粉。为了克服葡萄糖浴法可能导致Ag层的致密性不好的缺陷，本专利技术对葡萄糖浴后的粉末进行了致密化处理，这样不仅使Ag层致密，同时还提高了Ag层与Cu核的结合强度，有利于导电率的提高。为了消除Ag层在致密化过程中产生的缩孔，本专利技术进一步解决的方案是对镀银铜粉再次葡萄糖浴和致密化处理。实现了在Cu的表面包覆一完整且致密的Ag层；用本专利技术工艺得到的镀银铜粉在790℃以下具有良好的抗氧化性，克服了镀银铜粉导电浆料在成膜烧结过程中易被氧化的问题。附图说明图1是本专利技术一个优选的工艺流程框2是本专利技术工艺制备的Cu-Ag核壳复合金属粉末的形貌表征SEM图。图中(1)-(6)分别为实施例一到实施例六试样的SEM图。图3是三种试样抗氧化性能表征图(热重分析曲线)。图4是实施例三试样的能谱图。具体实施例方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例一第一步镀前处理称取6.0g粒度为30微米的Cu粉于A号锥形瓶中，加入30ml的丙酮试剂，超声5分钟以去除铜粉表面的有机物，用蒸馏水清洗后再用重量浓度5％的稀硫酸50ml对Cu粉进行酸洗，目的是除掉其表面的氧化铜和氧化亚铜。之后再用蒸馏水清洗，直到用六氰合铁酸钾检测不到Cu2+，最后加入30ml的蒸馏水和0.5g的十二烷基苯磺酸钠待用。第二步直接法预镀银称3.0g的AgNO3于B号锥形瓶中，加入60ml的蒸馏水，再加27％的氨水直到溶液再次变清亮为止。然后在搅拌下将B号锥形瓶中溶液缓慢滴加到A号锥形瓶中，搅拌至反应完全。第三步葡萄糖浴(1)配制还原剂称取11.2g的葡萄糖(C6H12O6)和0.5g的酒石酸于C号锥形瓶中，加入80ml的蒸馏水，摇荡使其溶解。在电热炉下煮沸10分钟，冷却后待用。(2)配制吐伦试剂称取7.0g的AgNO3于D号锥形瓶中，加入30ml的蒸馏水，再向其中滴加重量浓度为27％的氨水，开始时透明的硝酸银溶液变浑浊，继续滴加氨水至溶液变为无色透明的液体。取3.0g的NaOH，用30ml的蒸馏水配成溶液，然后缓慢滴加到D号锥形瓶中，快速搅拌，溶液由无色变为黑色，之后再滴加氨水直到溶液再次变为无色透明的液体。(3)化学镀银将经过直接镀的镀银铜粉与C号锥形瓶中的溶液混合，在40℃下水浴并搅拌5分钟。随后滴加D号锥形瓶的溶液，开始时应快速滴加(1～2ml/秒)，使镀液的PH值快速上升到12，之后应该缓慢滴加(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｃｕ－Ａｇ核壳复合金属粉末的制备工艺。其特征在于，包括下述步骤：第一步：镀前处理将微米级Ｃｕ粉于置于Ａ号锥形瓶中，加入丙酮试剂，超声波处理以去除铜粉表面的有机物，用蒸馏水清洗后再对Ｃｕ粉进行酸洗，之后再用蒸馏水清洗，直到检测 不到Ｃｕ↑［２＋］，最后加入蒸馏水和Ｃｕ粉重量１／１２的十二烷基苯磺酸钠待用；第二步：直接法预镀银取Ｃｕ粉重量１／２的ＡｇＮＯ↓［３］于Ｂ号锥形瓶中，加入蒸馏水，再加重量浓度为２０－３０％的氨水直到溶液再次变清亮为止，然后在搅拌 下将Ｂ号锥形瓶中溶液缓慢滴加到Ａ号锥形瓶中，搅拌至反应完全；第三步：葡萄糖浴（１）配制还原剂：取Ｃｕ粉重量１．９倍的葡萄糖（Ｃ↓［６］Ｈ↓［１２］Ｏ↓［６］）和Ｃｕ粉重量１／１２的酒石酸于Ｃ号锥形瓶中，加入蒸馏水，摇荡使其溶解。 加热煮沸，冷却后待用；（２）配制吐伦试剂：取Ｃｕ粉重量１．２倍的ＡｇＮＯ↓［３］于Ｄ号锥形瓶中，加入蒸馏水，再向其中滴加重量浓度为２０－３０％的氨水，开始时透明的硝酸银溶液变浑浊，继续滴加氨水至溶液变为无色透明的液体，取Ｃｕ粉重量１／２的ＮａＯＨ，用蒸馏水配成溶液，然后缓慢滴加到Ｄ号锥形瓶中，快速搅拌，溶液由无色变为黑色，之后再滴加氨水直到溶液再次变为无色透明的液体；（３）化学镀银：将经过直接镀的镀银铜粉与Ｃ号锥形瓶中的溶液混合，水浴并搅拌，随后滴加Ｄ号锥形瓶的溶液，开始时快速滴加，使镀液的ＰＨ值上升到１２，之后缓慢滴加，继续搅拌至反应完全；第四步：分离干燥将反应完的粉末用蒸馏水清洗离心５次，再用无水乙醇清洗离心２次，然后在７０℃下干燥；第五步：致密化处理将干燥后的镀银铜粉在氢气、氮气或 氩气的保护下于２００－５００℃保温１小时，之后随炉冷却。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：席生岐，赵科雄，吴宏京，周敬恩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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