專利名稱：一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法。
背景技術：
金屬銀導體漿料以其高電導率和優(yōu)異的附著性能、可焊性等機械性能成為生產各種電子元器件產品和太陽能電池片的關鍵功能材料，在電子工業(yè)中具有無可替代的作用。球形銀粉作為銀導電漿料中重要的導電功能相，是電子元器件和太陽能電池電極材料的基本和關鍵組分。隨著電子器件向微型化和多功能化方向的發(fā)展，電子器件中銀漿料對銀粉要求也在不斷提高，對銀顆粒的分散性、形貌、單顆粒結晶性、粒度分布、振實密度、純度等性能指標提出了更高的要求，因銀漿燒結后的高導電性、低收縮率、高致密性等關鍵性能都是由銀粉性能決定。銀粉的制備方法包括物理法和化學法兩大類，物理法主要包括氣相蒸發(fā)冷凝法、物化法、研磨法等；化學法主要包括液相還原法、溶膠凝膠法、電化學沉積法、電解法、噴霧熱分解法等。物理法存在著投資大、成本高、產率低等缺點，目前，電子工業(yè)中銀粉的生產主要以液相還原法為主，該法生產工藝簡單、技術參數(shù)容易控制、成本低、生產周期短、適合工業(yè)化生產。上述化學法存在如下缺點(I)分散性較差；(2)粒度分布范圍寬；(3)振實密度低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種產品性能穩(wěn)定、分散性好、粒度分布范圍窄、振實密度高的微米級高結晶性球形銀粉的制備方法。一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特別之處在于，包括如下步驟首先采用液相還原法制備出球形銀粉，然后用高溫熱處理工藝得到高結晶性球形銀粉，再經分 散處理即得到高分散球形銀粉。其中分散處理是將球形銀粉在2000 3500轉/分下高速攪拌6_14hf，然后在30 80°C干燥。液相還原法包括如下步驟(I)第I水溶液的配制，按每300ml添加50g和2. 4g的比例依次向去離子水中添加硝酸銀和十二烷基磺酸鈉，攪拌到完全溶解；第2水溶液的配制，按每300ml添加90g的比例向去離子水中添加作為還原劑的L-抗壞血酸，攪拌到完全溶解；第3水溶液的配制，按每20ml添加3g的比例將硫酸氫氨溶于去離子水中，攪拌至完全溶解；(2)銀粉還原析出，將第2水溶液和第3水溶液同時添加到第I水溶液中，待添加結束后再攪拌3分鐘從而使銀粒子生長充分，再靜置10 30分鐘，洗滌過濾得到固體球形銀粉，在50 80°C烘干。步驟⑵中將第2水溶液和第3水溶液同時以2_8ml/S緩慢勻速添加到第I水溶液中。高溫熱處理工藝包括如下步驟將球形銀粉倒入無水乙醇中，球形銀粉與無水乙醇的質量比為I : 2 I : 10，攪拌10 30min，然后另取鋅鹽水溶液加入其中并攪拌，當出現(xiàn)膠體時停止加入和攪拌，在60°C下干燥16 48小時，然后置于580 630°C下保溫8 14小時，冷卻后，再用濃度為15 30Wt%的稀硫酸清洗除去銀粉表面的ZnO，最后烘干制得高結晶性球形銀粉。在高溫熱處理工藝中，鋅鹽選用硝酸鋅、硫酸鋅或氯化鋅中的一種或任意兩種，鋅鹽水溶液濃度為O. I O. 8mol/L。在高溫熱處理工藝中，鋅鹽溶液加入攪拌時，溫度控制在25 70°C之間。其中鋅鹽水溶液以l_6ml/S緩慢勻速加入其中并攪拌。本發(fā)明方法提供了一種工藝簡單且容易控制、產品性能穩(wěn)定、分散性好、粒度分布范圍窄、振實密度高、易于實現(xiàn)工業(yè)化的電子漿料用微米級高結晶性球形銀粉的制備方法。 采用本發(fā)明方法所制備的微米級高結晶性球形銀粉，是一種粒度分布范圍窄、結晶度高、分散性良好的球形銀粉。


圖I為本發(fā)明方法實施例I制得的球形銀粉的SEMX10000形貌圖；圖2為本發(fā)明方法實施例I制得的球形銀粉的粒度分布圖。
具體實施例方式本發(fā)明所制備的微米級高結晶性球形銀粉，為粒度分布范圍窄、振實密度高、分散性良好的球形銀粉，用掃描電子顯微鏡觀察產品的形貌，如圖I所示。并用激光粒度測試儀測試產品的顆粒粒度分布，如圖2所示。實施例I :第I水溶液的配制向去離子水300ml中添加硝酸銀50g，十二烷基磺酸鈉2. 4g，邊攪拌邊把溶液溫度調整到25°C，攪拌到完全溶解。第2水溶液的配制向去離子水300ml中添加作為還原劑的L-抗壞血酸90g，邊攪拌邊把溶液溫度調整到25°C，攪拌到完全溶解。第3水溶液的配制將3g硫酸氫氨溶于20ml去離子水中，邊攪拌邊把溶液溫度調整到25。。。銀粉還原析出將第2水溶液和第3水溶液用5分鐘同時緩慢勻速添加到第I水溶液中。待添加結束后，再攪拌3分鐘，使銀粒子生長充分。銀粉后續(xù)處理在上述處理完成后，靜置10分鐘，洗滌過濾得到銀粉，在50°C干燥，接著倒入IOOml無水乙醇中，充分攪拌，另取O. 2mol/L的硫酸鋅溶液緩慢勻速(l_6ml/S)加入其中并攪拌，當出現(xiàn)淡黃色膠體時停止加入和攪拌，在60°C干燥24小時，然后置于600°C下保溫8小時，冷卻后，再用20wt %的稀硫酸清洗除去銀粉表面的ZnO，最后在80°C烘干制得高結晶性球形銀粉。將得到的高結晶性球形銀粉，用高速分散機3500轉/分的高速分散8hr，可得到比表面積為O. 5m2/g，振實密度為5. 2g/cm3,平均粒徑為I. 92 μ m,分散性良好的高結晶性球形銀粉。實施例2 按照實施例I的方法制備的銀粉，在后續(xù)處理時，先將含銀粉的溶液靜置10分鐘，洗滌過濾得到銀粉，在60°C干燥，接著倒入120ml無水乙醇中，充分攪拌，另取O. 5mol/L的硫酸鋅溶液緩慢勻速(l_6ml/S)加入其中并攪拌，當出現(xiàn)淡黃色膠體時停止加入和攪拌，在80°C干燥16小時，然后置于600°C下保溫12小時，冷卻后，再用20wt%的稀硫酸清洗除去銀粉表面的ZnO，最后在70°C烘干制得高結晶性球形銀粉。將得到的高結晶性球形銀粉，用高速分散機3200轉/分高速分散分散12hr，，可得到比表面積為O. 58m2/g，振實密度為5. 4g/cm3,平均粒徑為I. 96 μ m,分散性良好的高結晶性球形銀粉。
經試驗證明，用同樣濃度的硝酸鋅或氯化鋅替換實施例I中的硫酸鋅，實驗結果無明顯差異。
權利要求
1.一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟首先采用液相還原法制備出球形銀粉，然后用高溫熱處理工藝得到高結晶性球形銀粉，再經分散處理即得到高分散球形銀粉。
2.如權利要求I所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于其中分散處理是將球形銀粉在2000 3500轉/分下高速攪拌6-14hr，然后在30 80°C干燥。
3.如權利要求I所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于，液相還原法包括如下步驟 (1)第I水溶液的配制，按每300ml添加50g和2.4g的比例依次向去離子水中添加硝酸銀和十二烷基磺酸鈉，攪拌到完全溶解；第2水溶液的配制，按每300ml添加90g的比例向去離子水中添加作為還原劑的L-抗壞血酸，攪拌到完全溶解;第3水溶液的配制，按每.20ml添加3g的比例將硫酸氫氨溶于去離子水中，攪拌至完全溶解； (2)銀粉還原析出，將第2水溶液和第3水溶液同時添加到第I水溶液中，待添加結束后再攪拌3分鐘從而使銀粒子生長充分，再靜置10 30分鐘，洗滌過濾得到固體球形銀粉，在50 80°C烘干。
4.如權利要求3所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于步驟(2)中將第2水溶液和第3水溶液同時以2-8ml/S緩慢勻速添加到第I水溶液中。
5.如權利要求I所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于，高溫熱處理工藝包括如下步驟將球形銀粉倒入無水乙醇中，球形銀粉與無水乙醇的質量比為.1: 2 I : 10，攪拌10 30min，然后另取鋅鹽水溶液加入其中并攪拌，當出現(xiàn)膠體時停止加入和攪拌，在60°C下干燥16 48小時，然后置于580 630°C下保溫8 14小時，冷卻后，再用濃度為15 30wt%的稀硫酸清洗除去銀粉表面的ZnO，最后烘干制得高結晶性球形銀粉。
6.如權利要求5所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于在高溫熱處理工藝中，鋅鹽選用硝酸鋅、硫酸鋅或氯化鋅中的一種或任意兩種，鋅鹽水溶液濃度為 0.I 0. 8mol/L。
7.如權利要求5所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于在高溫熱處理工藝中，鋅鹽溶液加入攪拌時，溫度控制在25 70°C之間。
8.如權利要求5所述的一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特征在于其中鋅鹽水溶液以l_6ml/S緩慢勻速加入其中并攪拌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微米級高結晶性球形銀粉的制備方法，其特點是，包括如下步驟首先采用液相還原法制備出球形銀粉，然后用高溫熱處理工藝得到高結晶性球形銀粉，再經分散處理即得到高分散球形銀粉。本發(fā)明方法提供了一種工藝簡單且容易控制、產品性能穩(wěn)定、分散性好、粒度分布范圍窄、振實密度高、易于實現(xiàn)工業(yè)化的電子漿料用微米級高結晶性球形銀粉的制備方法。采用本發(fā)明方法所制備的微米級高結晶性球形銀粉，是一種粒度分布范圍窄、結晶度高、分散性良好的球形銀粉。
文檔編號B22F9/24GK102699344SQ20121015524
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者哈敏, 施文峰, 李廣坤, 王松濤, 王立惠, 胡楠, 蔡麗, 鄭偉, 鐘翔 申請人:西北稀有金屬材料研究院