专利名称：亚微米银铜合金粉末的制备方法
技术领域：
本发明涉及材料制备领域，尤其涉及一种亚微米银铜合金粉末的制备方法。
背景技术：
电子产品广泛存在于人类生活的各个领域，但是它们普遍涉及到电磁波辐射污染问题，对人体健康构成威胁，例如日常生活中的手机、电视机、电脑、微波炉等在使用时都会产生电磁辐射。目前广泛采用的防范措施是在电子产品的外壳上涂上一层导电浆料，以屏蔽电磁辐射，从而达到可以使用的要求。这种导电浆料中一般使用的银粉作为导电粒子，但是现有的银粉制备方法一般为化学方法，制备过程中使用了毒性较大的化学试剂，有的甚至还采用了氰化物，对环境造成很大危害。同时银是一种贵金属，使用银的成本较高。
为了降低成本，人们提出使用银铜合金粉来代替银粉作为导电浆料中的导电成分。现有的专利一般采用还原剂(如水合肼，硼氢化钠，抗坏血酸等)从含银和铜的可溶性盐(如硝酸盐等)混合溶液中还原金属离子来制备铜银合金粉末。由于这种方法仍然采用的是化学方法，制备过程中需要使用大量化学试剂，从而不可避免地也对环境造成危害。此外其制备步骤较复杂，成本也难以降低。
球磨是一种简单易行的低成本材料制备方法。已有文献报道采用球磨的方法来制备银铜合金粉末，其颗粒大小为微米级。图1是2.524克铜粉和0.476克银粉球磨48小时产物的X射线衍射图谱，该图谱表明球磨48小时后银铜混合粉末已经较好地合金化。但是由于银和铜均属于面心立方结构，具有良好的延展性，采用球磨直接制备的银铜合金粉其颗粒较大，难以满足导电浆料对颗粒粒度的要求。图2是2.524克铜粉和0.476克银粉球磨48小时产物的光学显微镜照片，从图中可以看出颗粒为100微米左右。同时，在银铜合金形成之后，继续球磨则会导致银铜合金粉末颗粒长大。
发明内容
本发明的目的是提供一种亚微米银铜合金粉末的制备方法。
方法的步骤为1)将银粉和铜粉进行球磨，球磨时间为18～72小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；
2)随后加入氯化钠，氯化钠与银铜合金的质量比为0.1～10；继续球磨时间为12～120小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；3)将所得的粉末用蒸馏水洗涤，除去氯化钠，然后过滤；4)将过滤产物在真空干燥箱中干燥得到亚微米银铜合金粉末，干燥温度为70～100℃。
与其他方法相比，本发明有以下优点(1)制得的满足导电浆料要求的银铜合金粉末可以代替银粉，减少贵金属银的用量。(2)采用球磨的手段，所需化学试剂较少，设备工艺简单，生产成本低。(3)使用的化学试剂无毒且易于回收，对环境无危害。(4)制得的银铜合金粉末其成分和颗粒大小便于控制。
图1是本发明实施例3中球磨48小时后粉末的X射线衍射图谱；图2是本发明实施例3中球磨48小时后粉末的光学显微镜照片；图3是本发明实施例1中最终银铜合金粉末的X射线衍射图谱；图4是本发明实施例1中最终银铜合金粉末的扫描电子显微镜照片。
具体实施例方式
本发明通过在球磨过程中加入分散剂氯化钠，能有效地减小合金粉末的颗粒尺寸，能制得可满足用作导电浆料要求的银铜合金粉末。
本发明的具体步骤如下1)将一定比例的银粉和铜粉进行球磨。其时间为18～72小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm。使原料充分合金化，制得有一定颗粒尺寸的银铜合金粉末；2)在上述球磨过程完成后，随后加入氯化钠，加入的氯化钠与银铜合金的比例为0.1～10。继续球磨12～120小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；3)将所得的粉末用蒸馏水洗涤，除去氯化钠，然后过滤；4)将过滤产物在真空干燥箱中干燥即得亚微米银铜合金粉末。干燥温度为70～100℃。
本发明在相同球磨时间下氯化钠的用量对银铜合金粉末的颗粒大小有直接影响。制备银铜合金粉末采用的是球磨方法，其原料配比中铜的含量从0.1％到99.9％可任意调节，便于控制合金粉末的成分。
球磨使用的磨球和球磨罐均为不锈钢材料。磨球的直径为4～18mm，球磨时采用不同直径的球配合使用。
由于合金中含有铜元素，容易被氧化。为了防止氧化作用，在进行球磨时，当磨球和原料放入球磨罐之后，应对球磨罐抽真空，一般真空度为0.1～2Pa。抽真空后，还应充入惰性气体保护。充入的惰性气体一般为氩气或氮气，充入气体的压强为0.1～2MPa。
实施例1称取1.112克铜粉和1.888克银粉放入不锈钢球磨罐中，加入60克不锈钢磨球。封好装料口，抽真空至0.4Pa，冲入氩气保护，压强为0.2MPa，置于球磨机上球磨，球磨机转速为300rpm。球磨48小时后，快速打开球磨罐，加入3克氯化钠和60克不锈钢磨球，抽真空至0.6Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，以300rpm的转速继续球磨36小时。将球磨的产物用蒸馏水洗涤，然后在真空干燥箱中于75℃下烘干。图3表明产物中银和铜已经形成合金。图4表明这种银铜合金粉末的颗粒一般在500纳米以下。
实施例2称取0.184克铜粉和2.816克银粉放入不锈钢球磨罐中，加入60克不锈钢磨球。封好装料口，抽真空至0.6Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，置于球磨机上球磨，球磨机转速为300rpm。球磨36小时后，快速打开球磨罐，加入3克氯化钠和60克不锈钢磨球，抽真空至0.4Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，以300rpm的转速继续球磨50小时。将球磨的产物用蒸馏水洗涤，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。实施例3称取2.524克铜粉和0.476克银粉放入不锈钢球磨罐中，加入90克不锈钢磨球。封好装料口，抽真空至0.5Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，置于球磨机上球磨，球磨机转速为300rpm。球磨48小时后，快速打开球磨罐，加入2克氯化钠和60克不锈钢磨球，抽真空至0.6Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，以300rpm的转速继续球磨48小时。将球磨的产物用蒸馏水洗涤，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。
实施例4称取0.385克铜粉和2.615克银粉放入不锈钢球磨罐中，加入75克不锈钢磨球。封好装料口，抽真空至0.5Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，置于球磨机上球磨，球磨机转速为300rpm。球磨24小时后，快速打开球磨罐，加入6克氯化钠和150克不锈钢磨球，抽真空至0.4Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，以300rpm的转速继续球磨48小时。将球磨的产物用蒸馏水洗涤，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。产物为银铜合金粉末，颗粒大小一般为几百纳米。
实施例5称取0.846克铜粉和2.154克银粉放入不锈钢球磨罐中，加入90克不锈钢磨球。封好装料口，抽真空至0.7Pa，冲入氩气保护，压强为0.20MPa，置于球磨机上球磨，球磨机转速为300rpm。球磨40小时后，快速打开球磨罐，加入5克氯化钠和150克不锈钢磨球，抽真空至0.5Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，以300rpm的转速继续球磨72小时。将球磨的产物用蒸馏水洗涤，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。产物为银铜合金粉末，颗粒大小一般几百纳米。
实施例6称取2.106克铜粉和0.894克银粉放入不锈钢球磨罐中，加入75克不锈钢磨球。封好装料口，抽真空至0.7Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，置于球磨机上球磨，球磨机转速为300rpm。球磨36小时后，快速打开球磨罐，加入8克氯化钠和200克不锈钢磨球，抽真空至0.5Pa，冲入氩气保护，压强为0.18MPa，以300rpm的转速继续球磨60小时。将球磨的产物用蒸馏水洗涤，然后在真空干燥箱中于80℃下烘干。产物为银铜合金粉末，颗粒大小一般几百纳米。
权利要求
1.一种亚微米银铜合金粉末的制备方法，其特征在于，方法的步骤为1)将银粉和铜粉进行球磨，球磨时间为18～72小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；2)加入氯化钠，氯化钠与银铜合金的比例为0.1～10；继续球磨时间为12～120小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；3)将所得的粉末用蒸馏水洗涤，除去氯化钠，然后过滤；4)将过滤产物在真空干燥箱中干燥得到亚微米银铜合金粉末，干燥温度为70～100℃。
全文摘要
本发明公开了一种亚微米银铜合金粉末的制备方法。方法的步骤为1)将银粉和铜粉进行球磨，球磨时间为18～72小时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；2)加入氯化钠，氯化钠与银铜合金的比例为0.1～10；继续球磨时间为12～120时，球料质量比为10～40∶1，球磨机转速为200～400rpm；3)将所得的粉末用蒸馏水洗涤，除去氯化钠，然后过滤；4)将过滤产物在真空干燥箱中干燥得到亚微米银铜合金粉末，干燥温度为70～100℃。本发明制得的满足导电浆料要求的银铜合金粉末可以代替银粉，减少贵金属银的用量。所需化学试剂较少，设备工艺简单，生产成本低。使用的化学试剂无毒且易于回收，对环境无危害。
文档编号B22F9/04GK1657202SQ20051004891
公开日2005年8月24日 申请日期2005年1月14日 优先权日2005年1月14日
发明者夏志平, 李宗全 申请人:浙江大学