本發(fā)明涉及金屬粉體制備，尤其涉及一種銀包銅粉的制備方法。

背景技術：

1、金屬銅粉具有與銀相近的優(yōu)良的導電性(銀的體積電阻率為1?.59×10-6ω·cm，銅的體積電阻率為1.72×10-6ω·cm)，且銅的價格只有銀的1/20，很多時候限制其應用的不是導電性，而是抗氧化性。銀包銅粉是以銅粉為核心、銀為包覆層的一種具有核殼結構粉末，在包覆層致密完整的狀態(tài)下，既具備純銀粉的全部優(yōu)良性能，同時相對于純銀粉具有極大的成本優(yōu)勢。其在微電子、光伏等領域都具有極為廣闊的應用前景。

2、由于異質結電池的低溫燒結工藝可以避免高溫下的銀遷移帶來的諸多性能缺陷，銀包銅粉尤其適合應用于低溫燒結的異質結太陽能電池銀漿。采用銀包銅粉代替純銀粉可以大幅度降低電池非硅成本，對推動異質結電池的降本增效具有重要意義，因此成為目前行業(yè)關注的焦點。

3、現(xiàn)有制備銀包銅粉的方法主要有氣相沉積法、機械混合法、化學法等。氣相沉積法工藝流程復雜，生產成本高。機械法影響因素多，產品質量不穩(wěn)定。化學法具備工藝簡單、包覆層厚度可控、生產成本較低，但現(xiàn)有化學法制備的銀包銅粉仍存在銀鍍層不夠致密、包覆層不夠完整等問題。裸露的銅粉極易發(fā)生氧化導致整體導電能力的損失，影響銀包銅粉的使用效果。

4、因此，提高銀包銅粉銀鍍層致密度和完整度對銀包銅粉生產技術以及光伏行業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種銀鍍層具有良好的致密性和完整性的銀包銅粉的制備方法，該方法采用化學還原法直接制備銅核心，再使用化學鍍的方法使其表面生長銀層，最后采用氣流磨打磨的方式提高粉體致密程度。通過嚴格控制銀粉從晶種到顆粒的生長速度減少了快速生長導致的結構缺陷，進一步通過物理作用進一步優(yōu)化粉體的表面，最終獲得致密且包覆均勻的銀包銅粉產品。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種銀包銅粉的制備方法，包括如下步驟：

3、s1，將分散劑加入到硫酸銅溶液中，攪拌均勻得到硫酸銅分散液；

4、s2，向步驟s1得到的硫酸銅分散液中加入第一還原劑葡萄糖溶液，進行第一反應0.5-1.5h；再加入第二還原劑抗壞血酸進行第二反應0.5-1.5h，得到銅核心溶液；

5、s3，將分散劑聚乙烯吡咯烷酮加入到硝酸銀溶液中，充分溶解后加入氫氧化鈉，再滴加氨水至溶液澄清，得到銀氨溶液；

6、s4，在50-60℃恒溫、機械攪拌條件下，將步驟s3配置的銀氨溶液以2-5ml/min的速度滴加入銅核心溶液中，機械攪拌的轉速為300-350rpm/min，0.5-2min后開始向銅核心溶液中以2-5ml/min的速度滴加濃度為150-175g/l的葡萄糖溶液，滴加完成后過濾、洗滌；

7、s5，將洗滌后的銀包銅粉分散于質量濃度為0.3-0.5%的有機酸的乙醇溶液中，過濾后烘干，然后進行氣流磨處理0.2-0.5h，即得到銀包銅粉。

8、進一步的，用氫氧化鈉調節(jié)所述第一還原劑葡萄糖溶液的ph至10-12后使用。

9、進一步的，所述第一還原劑的濃度為5-7mol/l，所述第二還原劑的濃度為1-2mol/l。

10、進一步的，所述第一反應與第二反應的反應溫度均為60-90℃。

11、進一步的，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述分散劑的用量為硫酸銅質量的0.5-1%。

12、進一步的，在步驟s5中，氣流磨處理的工藝條件為：使用流化床對噴式氣流磨，粉碎氣壓力為0.2mpa-0.8mpa。

13、進一步的，在步驟s5中，所述銀包銅粉與所述乙醇溶液的質量體積比為（4-5）g：（90-100）ml。

14、進一步的，在步驟s3中，所述硝酸銀溶液的濃度為40-50?g/l，所述分散劑的用量為硝酸銀質量的0.1-1%，所述氫氧化鈉的用量為硝酸銀質量的0.1-1%。

15、進一步的，在步驟s1中，所述硫酸銅溶液的濃度為0.3-0.6mol/l。

16、進一步的，在步驟s5中，所述有機酸為硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、軟脂酸、紫膠桐酸中的一種或多種。

17、本發(fā)明的有益效果是：

18、1.本發(fā)明提供的銀包銅粉的制備方法，首先采用化學還原法直接制備銅核心，再使用化學鍍的方法使其表面生長銀層，最后采用氣流磨打磨的方式提高粉體致密程度。本發(fā)明通過嚴格控制銀粉從晶種到顆粒的生長速度減少了快速生長導致的結構缺陷。

19、2.在步驟s2中，本發(fā)明通過兩次投加還原效果不同的還原劑還原硫酸銅，降低了初始反應速率，使整個反應平穩(wěn)，提高了銅晶核的球形度；同時，反應體系中的硫酸根可以與后續(xù)步驟s4反應中的銀離子形成硫酸銀沉淀，進一步減緩銀氨絡離子被還原的速度，使銀層致密生長；同時在反應體系中留存的未反應完全的葡萄糖在后續(xù)步驟s4滴加銀氨溶液時可以繼續(xù)還原銀氨絡離子。這種反應流程的設計相對于傳統(tǒng)的晶種制備流程，即避免了晶種洗滌提純的繁瑣操作，簡化了制備流程，還讓晶種制備過程中的副產物、未反應物均得到了合理利用，改善了最終產品的性能。

20、3.在步驟s4中，本發(fā)明采用逐步滴加銀氨溶液的操作。因為銀氨溶液的加入會逐步提高體系的堿性，隨著堿性的提高，葡萄糖的還原能力也逐步提高，使在銅晶核表面化學鍍銀的反應平穩(wěn)開始。這就提供了一個逐漸開始且過程平穩(wěn)的反應體系，同樣有助于最終產品的致密結構。

21、4.在步驟s5中，氣流磨處理既可以保證粉體表面充分包覆有機物，又可以通過機械打磨進一步提高粉體的致密程度與球形度。

技術特征：

1.一種銀包銅粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，用氫氧化鈉調節(jié)所述第一還原劑葡萄糖溶液的ph至10-12后使用。

3.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，所述第一還原劑的濃度為5-7mol/l，所述第二還原劑的濃度為1-2mol/l。

4.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，所述第一反應與第二反應的反應溫度均為60-90℃。

5.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s1中，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述分散劑的用量為硫酸銅質量的0.5-1%。

6.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s5中，氣流磨處理的工藝條件為：使用流化床對噴式氣流磨，粉碎氣壓力為0.2mpa-0.8mpa。

7.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s5中，所述銀包銅粉與所述乙醇溶液的質量體積比為（4-5）g：（90-100）ml。

8.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s3中，所述硝酸銀溶液的濃度為40-50g/l，所述分散劑的用量為硝酸銀質量的0.1-1%，所述氫氧化鈉的用量為硝酸銀質量的0.1-1%。

9.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s1中，所述硫酸銅溶液的濃度為0.3-0.6mol/l。

10.根據(jù)權利要求1所述的銀包銅粉的制備方法，其特征在于：在步驟s5中，所述有機酸為硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、軟脂酸、紫膠桐酸中的一種或多種。

技術總結
本發(fā)明提供了一種銀包銅粉的制備方法，涉及金屬粉體制備技術領域。該制備方法采用化學還原法直接制備銅核心，再使用化學鍍的方法使其表面生長銀層，最后采用氣流磨打磨的方式提高粉體致密程度。本發(fā)明通過兩次投加還原效果不同的還原劑還原硫酸銅，降低了初始反應速率，使整個反應平穩(wěn)，提高了銅晶核的球形度；同時，反應體系中的硫酸根可以與后續(xù)反應中的銀離子形成硫酸銀沉淀，進一步減緩銀氨絡離子被還原的速度，使銀層致密生長；同時在反應體系中留存的未反應完全的葡萄糖在后續(xù)滴加銀氨溶液時可以繼續(xù)還原銀氨絡離子。本發(fā)明通過嚴格控制銀粉從晶種到顆粒的生長速度減少了快速生長導致的結構缺陷，改善了最終產品的性能。

技術研發(fā)人員：高健寶,龐億,王菊
受保護的技術使用者：長春黃金研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28