專利名稱：亞微米銀銅合金粉末的制備方法
技術領域：
本發明涉及材料制備領域，尤其涉及一種亞微米銀銅合金粉末的制備方法。
背景技術：
電子產品廣泛存在于人類生活的各個領域，但是它們普遍涉及到電磁波輻射污染問題，對人體健康構成威脅，例如日常生活中的手機、電視機、電腦、微波爐等在使用時都會產生電磁輻射。目前廣泛采用的防范措施是在電子產品的外殼上涂上一層導電漿料，以屏蔽電磁輻射，從而達到可以使用的要求。這種導電漿料中一般使用的銀粉作為導電粒子，但是現有的銀粉制備方法一般為化學方法，制備過程中使用了毒性較大的化學試劑，有的甚至還采用了氰化物，對環境造成很大危害。同時銀是一種貴金屬，使用銀的成本較高。
為了降低成本，人們提出使用銀銅合金粉來代替銀粉作為導電漿料中的導電成分。現有的專利一般采用還原劑(如水合肼，硼氫化鈉，抗壞血酸等)從含銀和銅的可溶性鹽(如硝酸鹽等)混合溶液中還原金屬離子來制備銅銀合金粉末。由于這種方法仍然采用的是化學方法，制備過程中需要使用大量化學試劑，從而不可避免地也對環境造成危害。此外其制備步驟較復雜，成本也難以降低。
球磨是一種簡單易行的低成本材料制備方法。已有文獻報道采用球磨的方法來制備銀銅合金粉末，其顆粒大小為微米級。圖1是2.524克銅粉和0.476克銀粉球磨48小時產物的X射線衍射圖譜，該圖譜表明球磨48小時后銀銅混合粉末已經較好地合金化。但是由于銀和銅均屬于面心立方結構，具有良好的延展性，采用球磨直接制備的銀銅合金粉其顆粒較大，難以滿足導電漿料對顆粒粒度的要求。圖2是2.524克銅粉和0.476克銀粉球磨48小時產物的光學顯微鏡照片，從圖中可以看出顆粒為100微米左右。同時，在銀銅合金形成之后，繼續球磨則會導致銀銅合金粉末顆粒長大。
發明內容
本發明的目的是提供一種亞微米銀銅合金粉末的制備方法。
方法的步驟為1)將銀粉和銅粉進行球磨，球磨時間為18～72小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；
2)隨后加入氯化鈉，氯化鈉與銀銅合金的質量比為0.1～10；繼續球磨時間為12～120小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；3)將所得的粉末用蒸餾水洗滌，除去氯化鈉，然后過濾；4)將過濾產物在真空干燥箱中干燥得到亞微米銀銅合金粉末，干燥溫度為70～100℃。
與其他方法相比，本發明有以下優點(1)制得的滿足導電漿料要求的銀銅合金粉末可以代替銀粉，減少貴金屬銀的用量。(2)采用球磨的手段，所需化學試劑較少，設備工藝簡單，生產成本低。(3)使用的化學試劑無毒且易于回收，對環境無危害。(4)制得的銀銅合金粉末其成分和顆粒大小便于控制。
圖1是本發明實施例3中球磨48小時后粉末的X射線衍射圖譜；圖2是本發明實施例3中球磨48小時后粉末的光學顯微鏡照片；圖3是本發明實施例1中最終銀銅合金粉末的X射線衍射圖譜；圖4是本發明實施例1中最終銀銅合金粉末的掃描電子顯微鏡照片。
具體實施例方式
本發明通過在球磨過程中加入分散劑氯化鈉，能有效地減小合金粉末的顆粒尺寸，能制得可滿足用作導電漿料要求的銀銅合金粉末。
本發明的具體步驟如下1)將一定比例的銀粉和銅粉進行球磨。其時間為18～72小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm。使原料充分合金化，制得有一定顆粒尺寸的銀銅合金粉末；2)在上述球磨過程完成后，隨后加入氯化鈉，加入的氯化鈉與銀銅合金的比例為0.1～10。繼續球磨12～120小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；3)將所得的粉末用蒸餾水洗滌，除去氯化鈉，然后過濾；4)將過濾產物在真空干燥箱中干燥即得亞微米銀銅合金粉末。干燥溫度為70～100℃。
本發明在相同球磨時間下氯化鈉的用量對銀銅合金粉末的顆粒大小有直接影響。制備銀銅合金粉末采用的是球磨方法，其原料配比中銅的含量從0.1％到99.9％可任意調節，便于控制合金粉末的成分。
球磨使用的磨球和球磨罐均為不銹鋼材料。磨球的直徑為4～18mm，球磨時采用不同直徑的球配合使用。
由于合金中含有銅元素，容易被氧化。為了防止氧化作用，在進行球磨時，當磨球和原料放入球磨罐之后，應對球磨罐抽真空，一般真空度為0.1～2Pa。抽真空后，還應充入惰性氣體保護。充入的惰性氣體一般為氬氣或氮氣，充入氣體的壓強為0.1～2MPa。
實施例1稱取1.112克銅粉和1.888克銀粉放入不銹鋼球磨罐中，加入60克不銹鋼磨球。封好裝料口，抽真空至0.4Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.2MPa，置于球磨機上球磨，球磨機轉速為300rpm。球磨48小時后，快速打開球磨罐，加入3克氯化鈉和60克不銹鋼磨球，抽真空至0.6Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，以300rpm的轉速繼續球磨36小時。將球磨的產物用蒸餾水洗滌，然后在真空干燥箱中于75℃下烘干。圖3表明產物中銀和銅已經形成合金。圖4表明這種銀銅合金粉末的顆粒一般在500納米以下。
實施例2稱取0.184克銅粉和2.816克銀粉放入不銹鋼球磨罐中，加入60克不銹鋼磨球。封好裝料口，抽真空至0.6Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，置于球磨機上球磨，球磨機轉速為300rpm。球磨36小時后，快速打開球磨罐，加入3克氯化鈉和60克不銹鋼磨球，抽真空至0.4Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，以300rpm的轉速繼續球磨50小時。將球磨的產物用蒸餾水洗滌，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。實施例3稱取2.524克銅粉和0.476克銀粉放入不銹鋼球磨罐中，加入90克不銹鋼磨球。封好裝料口，抽真空至0.5Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，置于球磨機上球磨，球磨機轉速為300rpm。球磨48小時后，快速打開球磨罐，加入2克氯化鈉和60克不銹鋼磨球，抽真空至0.6Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，以300rpm的轉速繼續球磨48小時。將球磨的產物用蒸餾水洗滌，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。
實施例4稱取0.385克銅粉和2.615克銀粉放入不銹鋼球磨罐中，加入75克不銹鋼磨球。封好裝料口，抽真空至0.5Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，置于球磨機上球磨，球磨機轉速為300rpm。球磨24小時后，快速打開球磨罐，加入6克氯化鈉和150克不銹鋼磨球，抽真空至0.4Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，以300rpm的轉速繼續球磨48小時。將球磨的產物用蒸餾水洗滌，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。產物為銀銅合金粉末，顆粒大小一般為幾百納米。
實施例5稱取0.846克銅粉和2.154克銀粉放入不銹鋼球磨罐中，加入90克不銹鋼磨球。封好裝料口，抽真空至0.7Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.20MPa，置于球磨機上球磨，球磨機轉速為300rpm。球磨40小時后，快速打開球磨罐，加入5克氯化鈉和150克不銹鋼磨球，抽真空至0.5Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，以300rpm的轉速繼續球磨72小時。將球磨的產物用蒸餾水洗滌，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。產物為銀銅合金粉末，顆粒大小一般幾百納米。
實施例6稱取2.106克銅粉和0.894克銀粉放入不銹鋼球磨罐中，加入75克不銹鋼磨球。封好裝料口，抽真空至0.7Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，置于球磨機上球磨，球磨機轉速為300rpm。球磨36小時后，快速打開球磨罐，加入8克氯化鈉和200克不銹鋼磨球，抽真空至0.5Pa，沖入氬氣保護，壓強為0.18MPa，以300rpm的轉速繼續球磨60小時。將球磨的產物用蒸餾水洗滌，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。產物為銀銅合金粉末，顆粒大小一般幾百納米。
權利要求
1.一種亞微米銀銅合金粉末的制備方法，其特征在于，方法的步驟為1)將銀粉和銅粉進行球磨，球磨時間為18～72小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；2)加入氯化鈉，氯化鈉與銀銅合金的比例為0.1～10；繼續球磨時間為12～120小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；3)將所得的粉末用蒸餾水洗滌，除去氯化鈉，然后過濾；4)將過濾產物在真空干燥箱中干燥得到亞微米銀銅合金粉末，干燥溫度為70～100℃。
全文摘要
本發明公開了一種亞微米銀銅合金粉末的制備方法。方法的步驟為1)將銀粉和銅粉進行球磨，球磨時間為18～72小時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；2)加入氯化鈉，氯化鈉與銀銅合金的比例為0.1～10；繼續球磨時間為12～120時，球料質量比為10～40∶1，球磨機轉速為200～400rpm；3)將所得的粉末用蒸餾水洗滌，除去氯化鈉，然后過濾；4)將過濾產物在真空干燥箱中干燥得到亞微米銀銅合金粉末，干燥溫度為70～100℃。本發明制得的滿足導電漿料要求的銀銅合金粉末可以代替銀粉，減少貴金屬銀的用量。所需化學試劑較少，設備工藝簡單，生產成本低。使用的化學試劑無毒且易于回收，對環境無危害。
文檔編號B22F9/04GK1657202SQ20051004891
公開日2005年8月24日 申請日期2005年1月14日 優先權日2005年1月14日
發明者夏志平, 李宗全 申請人:浙江大學