專(zhuān)利名稱(chēng)：一種核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法。
背景技術(shù)：
金屬粉末是一種重要的原材料，既可以直接分散使用，也可以將其壓制成形并燒結(jié)成塊體材料，還可以制成膜狀材料等。以現(xiàn)代電子工業(yè)為例，多層陶瓷電容器(Multilayer ceramic capacitors,簡(jiǎn)稱(chēng)MLCC)已成為電容器產(chǎn)業(yè)的主流產(chǎn)品，大量應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)及消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。MLCC的主要發(fā)展方向之一表現(xiàn)為電極的賤金屬化，即采用低價(jià)格的賤金屬代替昂貴的鈀、銀等貴金屬以降低成本，內(nèi)電極在賤金屬化后可以節(jié)省2 5倍的成本。鎳價(jià)廉易得，具有較高的熔點(diǎn)和良好的導(dǎo)電性，高頻穩(wěn)定性比金、銀好，與大多數(shù)焊料相容，在燒結(jié)時(shí)不向陶瓷介質(zhì)中擴(kuò)散或反應(yīng)，對(duì)陶瓷介電性能沒(méi)有影響，是較為 理想的內(nèi)電極材料。但鎳粉在高溫下易氧化生成非導(dǎo)體氧化膜，因此，對(duì)鎳粉表面進(jìn)行改性，提高其高溫抗氧化性能是解決電極賤金屬化重要的途徑之一。針對(duì)MLCC電極和電磁屏蔽材料中鎳粉的氧化問(wèn)題，為了提高鎳粉的高溫抗氧化性能，目前已有采用鎳粉表面鍍銀的方法來(lái)提高鎳粉的抗氧化性能的報(bào)道。鍍銀鎳粉不僅可以提高鎳粉的抗氧化性能，而且可以在不影響其導(dǎo)性能的前提下降低電極、電子漿料的成本。鎳粉表面包覆金屬銀目前采用的工藝主要是鎳粉的化學(xué)鍍技術(shù)，首先在鎳粉表面化學(xué)鍍銅，而后通過(guò)銅與銀離子置換反應(yīng)鍍銀。該方法工藝復(fù)雜，需要多次洗滌、過(guò)濾，不利于產(chǎn)品性能的穩(wěn)定和生產(chǎn)成本的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，包括以下步驟(I)將鎳粉、分散劑加入到乙醇-水混合溶劑中，然后置于水浴鍋中，保持水浴溫度為50°C，攪拌，制得鎳粉分散溶液，所述鎳粉分散溶液中鎳粉的濃度為25. Og/Ι，所述鎳粉分散溶液中分散劑的濃度為8. 33g/l ；(2)將還原劑水合肼與水混合，制得水合肼濃度為2. 5mol/L的水合肼水溶液，調(diào)節(jié)水合肼水溶液的pH值至10以上，即得還原劑溶液；(3)將所述鎳粉分散溶液與所述還原劑溶液以體積比鎳粉分散溶液還原劑溶液=2. 4 : I混合,得反應(yīng)液A,向所述反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液50ml進(jìn)行反應(yīng),控制反應(yīng)時(shí)間為70 100分鐘，得懸濁液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。所述鎳粉由平均粒徑為I. O μ m的球形鎳微粒組成。所述分散劑為PVP或酒石酸鈉。
所述乙醇-水混合溶劑中乙醇和水的體積比為乙醇水=2 5。本發(fā)明提供的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法通過(guò)熱力學(xué)分析，選擇合適的還原劑和反應(yīng)體系，在充分抑制置換反應(yīng)的情況下，實(shí)現(xiàn)在鎳粉表面直接化學(xué)鍍銀，即采用液相還原法，直接在金屬鎳粉表面鍍銀，在乙醇-水體系中，以水合肼為還原劑，通過(guò)反應(yīng)條件的控制抑制置換反應(yīng)，使銀氨溶液優(yōu)先發(fā)生液相還原反應(yīng)，在施鍍過(guò)程中，溶液中的金屬銀離子被不斷還原而沉積在基體表面上，制得了與原鎳粉粒徑和形貌大致相同的核-殼型鎳-銀雙金屬粉體。本發(fā)明提供的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法采用粒徑較小、粒徑分布窄、分散性好的鎳粉作基體；由于基體鎳粉本身可充當(dāng)催化劑，基體表面無(wú)需進(jìn)行敏化、活化處理。本發(fā)明提供的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用化學(xué)鍍新工藝對(duì)鎳粉進(jìn)行直接包覆，避免了 以往復(fù)雜的工藝，有利于產(chǎn)品性能的穩(wěn)定和生產(chǎn)成本的降低；化學(xué)鍍過(guò)程中，采用滴加法新工藝，定量、連續(xù)加入銀氨溶液，使反應(yīng)一直維持在低金屬離子濃度下進(jìn)行，有效解決了阻礙粉體化學(xué)鍍規(guī)模化生產(chǎn)的難題；本發(fā)明將鎳-銀雙金屬粉體的形貌控制轉(zhuǎn)變?yōu)橐呀?jīng)相對(duì)成熟的鎳粉制備過(guò)程的形貌控制；通過(guò)銀添加量控制膜的厚度。采用本發(fā)明方法制得的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體，其銀包覆層厚度可控，粒徑分布窄、分散性好，振實(shí)密度高。采用本發(fā)明方法制得的鎳-銀雙金屬粉體保持了鎳粉的原有形貌，粉體分散性良好，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象產(chǎn)生。經(jīng)二次包覆后制得的鎳-銀雙金屬粉體的表面銀含量可達(dá)90 %以上，銀在鎳微粒表面形成連續(xù)的銀膜，形成核-殼結(jié)構(gòu)的鎳-銀雙金屬粉體。通過(guò)DSC-TG圖譜分析可知，經(jīng)二次包覆后制得的鎳-銀雙金屬粉體的起始抗氧化溫度有較大幅度提升，高溫抗氧化性能也顯著提高，為鎳-銀雙金屬粉體低溫下充當(dāng)導(dǎo)電漿料、電磁波吸波材料提供了可能。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I中原料鎳粉的SEM圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例I中制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的SEM圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例I中制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的XRD圖譜；圖4為本發(fā)明實(shí)施例I中制得的二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的XRD圖譜；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的SEM圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中原料鎳粉的DSC-TG圖譜；圖7為本發(fā)明實(shí)施例2中制得的二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的DSC-TG圖譜。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
本實(shí)施例核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，包括以下步驟(I)將25g鎳粉、8. 33g分散劑PVP加入到IL乙醇-水混合溶劑中，然后置于水浴鍋中，保持水浴溫度為50°C，攪拌I小時(shí)，攪拌速度500rpm，制得鎳粉分散溶液，其中鎳粉由平均粒徑為I. O μ m的球形鎳微粒組成，乙醇-水混合溶劑中乙醇和水的體積比為乙醇水=2:5;(2)將還原劑水合肼與水混合，制得水合肼濃度為2. 5mol/L的水合肼水溶液，調(diào)節(jié)水合肼水溶液的pH值至11，得還原劑溶液；(3)將鎳粉分散溶液與還原劑溶液以體積比鎳粉分散溶液還原劑溶液=
2.4 I混合，得反應(yīng)液A，向反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液50ml進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)時(shí)間為70分鐘，得懸濁液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。 以一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體代替本實(shí)施例步驟(I)中的鎳粉，可制備二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體，即包括以下步驟(I)將25g —次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體、8. 33g分散劑PVP加入到IL乙醇-水混合溶劑中，然后置于水浴鍋中，保持水浴溫度為50°C，攪拌I小時(shí)，攪拌速度500rpm，制得分散溶液，乙醇-水混合溶劑中乙醇和水的體積比為乙醇水=2 5 ；(2)將還原劑水合肼與水混合，制得水合肼濃度為2. 5mol/L的水合肼水溶液，調(diào)節(jié)水合肼水溶液的pH值至11，得還原劑溶液；(3)將分散溶液與還原劑溶液以體積比分散溶液還原劑溶液=2.4 I混合，得反應(yīng)液A,向反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液50ml進(jìn)行反應(yīng),控制反應(yīng)時(shí)間為70分鐘,得懸濁液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。圖I為本實(shí)施例原料鎳粉的SEM圖，從圖I中可以看出，原料鎳粉為球形顆粒，粒徑均勻，平均粒徑I. O μ m，分布區(qū)間窄；圖2為本實(shí)施例制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的SEM圖，從圖2中可以看出，一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體保持了原料鎳粉的原有形貌，平均粒徑為I. 2 μ m，粉體分散性良好，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象產(chǎn)生；圖3為本實(shí)施例制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的XRD圖譜，從圖3中可以看出，衍射峰中有Ag及Ni特征峰，表明鎳粉經(jīng)過(guò)包覆，形成了鎳-銀雙金屬粉，本實(shí)施例制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體表面銀含量達(dá)到32. 53%，說(shuō)明表面除含有銀原子外，還存在鎳原子，銀在鎳微粒表面沒(méi)有能夠形成連續(xù)的銀膜；圖4為制得的二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的XRD圖譜，從圖4中可以看出，制得的二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的表面銀含量可達(dá)90. 96%，鎳原子雖然還存在，但所占比例很小，銀原子占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，銀在鎳微粒表面形成了連續(xù)的銀膜。實(shí)施例2本實(shí)施例核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，包括以下步驟(I)將25g鎳粉、8.33g分散劑酒石酸鈉加入到IL乙醇-水混合溶劑中，然后置于水浴鍋中，保持水浴溫度為50°C，攪拌I小時(shí)，攪拌速度500rpm，制得鎳粉分散溶液，其中鎳粉由平均粒徑為I. O μ m的球形鎳微粒組成，乙醇-水混合溶劑中乙醇和水的體積比為乙醇水=2 5 ；(2)將還原劑水合肼與水混合，制得水合肼濃度為2. 5mol/L的水合肼水溶液，調(diào)節(jié)水合肼水溶液的pH值至12，得還原劑溶液；(3)將鎳粉分散溶液與還原劑溶液以體積比鎳粉分散溶液還原劑溶液=
2.4 I混合，得反應(yīng)液A，向反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液50ml進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)時(shí)間為100分鐘，得懸濁液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。以一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體代替本實(shí)施例步驟(I)中的鎳粉，制備二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體，包括以下步驟(I)將25g —次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體、8. 33g分散劑酒石酸鈉加入到IL乙醇-水混合溶劑中，然后置于水浴鍋中，保持水浴溫度為50°C，攪拌I小時(shí)，攪拌速度500rpm，制得分散溶液，乙醇-水混合溶劑中乙醇和水的體積比為乙醇水=2 5 ；(2)將還原劑水合肼與水混合，制得水合肼濃度為2. 5mol/L的水合肼水溶液，調(diào) 節(jié)水合肼水溶液的pH值至12，得還原劑溶液；(3)將分散溶液與還原劑溶液以體積比分散溶液還原劑溶液=2.4 I混合，得反應(yīng)液A,向反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液50ml進(jìn)行反應(yīng),控制反應(yīng)時(shí)間為100分鐘,得懸池液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。圖5為本實(shí)施例制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的SEM圖，從圖5中可以看出，本實(shí)施例制得的一次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體為球形顆粒，分布區(qū)間窄，平均粒徑I. 2μπι，分散性能良好，沒(méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生。圖6為本實(shí)施例原料鎳粉的DSC-TG圖譜，圖7為本實(shí)施例二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的DSC-TG圖譜，從圖6中可以看出，原料鎳粉的起始氧化溫度為290. 45°C，在732. 62°C時(shí)增重高達(dá)25. 89%,此后不再增重，故原料鎳粉的高溫抗氧化性能很差；從圖7中可以看出，本實(shí)施例二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的起始氧化溫度為389. 36°C，在732. 62°C時(shí)，增重達(dá)到最大，增重7. 584%，由此可見(jiàn)，本實(shí)施例二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體起始抗氧化溫度大幅度提升，大約提升100°C，高溫抗氧化性能也明顯提高。由于二次包覆的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的起始抗氧化溫度大幅提升，為其低溫下充當(dāng)導(dǎo)電漿料、電磁波吸波材料提供了可能。為了得到包覆效果好、高溫抗氧化性能優(yōu)良的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體，可以重復(fù)本發(fā)明提供的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法1-2次。
權(quán)利要求
1.一種核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將鎳粉、分散劑加入到乙醇-水混合溶劑中，然后置于水浴鍋中，保持水浴溫度為.500C，攪拌，制得鎳粉分散溶液，所述鎳粉分散溶液中鎳粉的濃度為25. Og/1，所述鎳粉分散溶液中分散劑的濃度為8. 33g/l ； (2)將還原劑水合肼與水混合，制得水合肼濃度為2.5mol/L的水合肼水溶液，調(diào)節(jié)水合肼水溶液的PH值至10以上，即得還原劑溶液； (3)將所述鎳粉分散溶液與所述還原劑溶液以體積比鎳粉分散溶液還原劑溶液=.2.4 I混合，得反應(yīng)液A，向所述反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液50ml進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)時(shí)間為70 100分鐘，得懸濁液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，其特征在于，所述鎳粉由平均粒徑為I. 0 y m的球形鎳微粒組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，其特征在于，所述分散劑為PVP或酒石酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法，其特征在于，所述乙醇-水混合溶劑中乙醇和水的體積比為乙醇水=2 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體的制備方法。所述制備方法包括以下步驟將鎳粉、分散劑加入到乙醇-水混合溶劑中，攪拌制得鎳粉分散溶液；配制水合肼濃度為2.5mol/L的水合肼水溶液，調(diào)節(jié)水合肼水溶液的pH值至10以上，得還原劑溶液；將鎳粉分散溶液與還原劑溶液混合，得反應(yīng)液A，向反應(yīng)液A中滴加銀氨溶液，反應(yīng)70～100分鐘，得懸濁液，離心分離，所得固體經(jīng)洗滌、真空干燥，制得核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體。本發(fā)明制備方法的工藝簡(jiǎn)單，制得的核-殼結(jié)構(gòu)鎳-銀雙金屬粉體，其銀包覆層厚度可控，粒徑分布窄、分散性好，振實(shí)密度高。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102672168SQ20121000362
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者吳峰敏, 姚大虎, 徐銳, 杜西剛, 許愛(ài)榮, 陳權(quán) 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)