铜粉抗氧化银镀层制备及性能的研究

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采用化学镀方法在超细铜粉表面沉积一层金属银层,获得外表面为银镀层而内核为超细铜粉的一种复合粉体材料,就是镀银铜粉。采用这种制备工艺得到的镀银铜粉兼备了银和铜两种金属的优点,即优良的导电性、抗氧化性和稳定性,且成本较低,可在一定程度上替代银粉在生产中的应用。镀银铜粉在电子、印刷、能源、通讯等众多的基础及高新技术工业领域中具有广泛的应用前景,但目前其制备工艺还不够成熟和完善,有关工艺参数与镀银铜粉间的关系有待深入了解。开展镀银铜粉的研究具有重要的理论意义和实用价值。本论文采用自制的球状铜粉进行了镀银铜粉制备实验,研究了前处理工艺、镀液成分、工艺条件等因素对粉体性能的影响,采用XRD.SEM.EDS等多种检测方法对镀银铜粉的结构与性能(表面形貌、化学成分、表观色泽、粒度、比表面积、松装密度、导电性、抗氧化性等)进行表征。对不同条件所制得的镀银铜粉以及单一的铜粉和银粉的性能进行分析比较,对镀银铜粉银沉积过程机理作了初步探讨,优化得到一套较佳的制备镀银铜粉的工艺方案。研究结果表明:1、前处理工艺、镀银溶液组成(还原剂种类、银含量、葡萄糖用量)以及制备的工艺条件(溶液pH值、施镀温度、施镀时间、分散工艺)等因素都会不同程度的对镀银铜粉的性能造成影响。2、在掌握有关工艺条件对镀银铜粉的影响规律基础上提出了较佳的镀银铜粉制备方案:铜粉进行碱洗前处理;选用质量比Ag:Cu为1.5:1,葡萄糖为还原剂,葡萄糖的用量选取摩尔比Ag:C6H12O6为2:1;镀液pH为10,施镀温度为50℃,施镀时间为30min,使用机械搅拌+超声波的分散工艺。3、采用优化工艺制备的镀银铜粉的表观色泽、镀层的均匀性和致密性均较好,银含量为45%-50%,无杂质引入或其他氧化物生成;颗粒呈类球状,粒径D50为8.290μm, 比表面积为0.749m2/g,松装密度1.6-1.7g/cm3,导电性能良好,抗氧化性较佳。4、银在铜粉表面的结晶沉积生长过程不是采取层状生长模式(即每层银颗粒都是均匀致密地沉积覆盖于铜粉表面,并以银原子层的形式逐层沉积生长),而是采取先在铜粉表面形成少量“小岛”结构,然后“小岛”逐渐长大并向外延伸,最后“小岛”和“小岛”之间连接起来形成堆积延展结构的银镀层。这种银镀层的形成方式会导致其上可能存在少量微孔隙和表面不够完整光滑。
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