CN111804928A - 钯-铬合金微米颗粒的制备 - Google Patents

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Abstract

提供了从在溶剂中包含有机酸的反应溶液制备多个微米颗粒的方法。所述方法可包括向反应溶液添加铬盐和钯盐；使反应溶液达到0℃至150℃的反应温度以在反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子以便钯阳离子和铬阳离子结合形成多个微米颗粒，这些微米颗粒从反应溶液沉淀出来；和从反应混合物收集微米颗粒。所述多个微米颗粒包含钯‑铬合金。钯‑铬合金可包含钯‑铬合金总重量的1%至20%的重量百分数的铬。

Description

钯-铬合金微米颗粒的制备
技术领域
本公开总体上涉及用于形成钯-铬合金微米颗粒的制备方法。
背景技术
直接墨水书写(DIW)，有时称为自动铸造(robocasting)，是一种增材制造技术，其中从小喷嘴挤出或注入糊状物的长丝或液体的薄雾(与常规打印技术类比地称为“墨水”)，同时喷嘴在平台上移动。该技术通常归于增材制造的“材料挤出”或“材料喷射”类别。因此，通过逐层“书写”所需的形状来构建对象。在DIW中，以类似于其他增材制造技术的方式将3D计算机辅助设计(CAD)模型划分为多个层。然后，随着对喷嘴位置的控制，墨水(通常为陶瓷浆料或液体)通过小喷嘴挤出或注入，从而绘制出CAD模型的每一层的形状。利用剪切稀化的流变性质，墨水以液体样状态离开喷嘴但立即保持其形状。这与熔融沉积建模不同，因为它不依赖于凝固或干燥来在挤出后保持其形状。
气溶胶基直接书写是指使用从气溶胶墨水产生液体或固体气溶胶束的装置从CAD模型打印部件的特征的增材工艺。直接书写技术在微电子行业中特别可用于形成部件，例如互连、传感器和薄膜晶体管(TFT)，并且正在迅速构思气溶胶直接书写的新应用。
然而，气溶胶基直接书写能力取决于可用的消耗性金属化墨水的类型。针对特定的流变、表面和传质性质，定制用于气溶胶基直接书写的墨水组合物。改进的墨水组合物在本领域中很受欢迎，特别是对于某些导致墨水具有极短的货架寿命和/或结块和雾化不良的趋势的反应性金属(如比常规的银或金墨水明显更容易中毒的含铬微米颗粒)。
其中铬以还原态存在的钯-铬金属微米颗粒混合物由于与在颗粒不聚集、氧化或失稳的情况下其形成有关的技术困难而无法从目前的市场上获得。例如，钯和铬的电负性使得同时还原钯阳离子和铬阳离子成为困难的过程。
因此，需要形成钯-铬合金微米颗粒的改进方法，特别是形成如用于气溶胶基直接书写墨水中的钯-铬合金微米颗粒的改进方法。
发明内容
各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过本发明的实施而获知。
总体上提供了从在溶剂中包含有机酸的反应溶液制备多个微米颗粒的方法。在一个实施方案中，所述方法包括向反应溶液添加铬盐和钯盐；使反应溶液达到0℃至150℃的反应温度以在反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子以便钯阳离子和铬阳离子结合形成多个微米颗粒，这些微米颗粒从反应溶液沉淀出来；和从反应混合物收集微米颗粒。所述多个微米颗粒包含钯-铬合金。例如，钯-铬合金可包含钯-铬合金总重量的1%至20%的重量百分数的铬。
在特定的实施方案中，铬盐包括硝酸铬、氯化铬、乙酸铬或其混合物，和/或钯盐包括硝酸钯、氯化钯、乙酸钯或其混合物。反应混合物可还包含硝酸钠，如以硝酸钠与铬阳离子和钯阳离子的总量的一定摩尔比(例如，大于2的摩尔比)存在于反应混合物中。在一个特定的实施方案中，反应混合物包含2至30的硝酸钠与有机酸摩尔比。在特定的实施方案中，反应混合物还可包含柠檬酸三钠。
总体上还提供了一种气溶胶墨水，其可包含多个分散在溶剂体系中的含钯-铬合金的金属微米颗粒，其中所述含钯-铬合金的金属微米颗粒包含钯-铬合金。例如，溶剂体系可包含第一溶剂和第二溶剂的混合物，其中第二溶剂的蒸气压低于第一溶剂。
总体上还提供了一种用于从在水中包含硝酸根阴离子和单宁酸的反应溶液制备多个微米颗粒的方法。在一个实施方案中，所述方法包括在60℃至80℃的反应温度下向反应溶液添加硝酸铬和硝酸钯以在反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子以便钯阳离子和铬阳离子结合形成多个微米颗粒，这些微米颗粒从反应溶液沉淀出来；和从反应混合物收集微米颗粒。钯-铬合金包含钯-铬合金总重量的5%至13%的重量百分数的铬。所述多个微米颗粒包含钯-铬合金。
参考以下描述和所附权利要求，这些及其他特征、方面和优点将得到更好的理解。并入本说明书中并构成其一部分的附图示意了本发明的实施方案并与该描述一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
本说明书中参考附图针对本领域普通技术人员阐述了本发明的完整而可行的公开内容，包括其最佳模式，在附图中：
图1示出了向部件的表面上施加气溶胶墨水以形成含钯-铬合金的金属层的直接书写喷嘴的示意图；
图2示出了直接书写***的示意图，该***包括气溶胶墨水的供给、运动***控制器、经加热的基材、喷嘴、及其气体流和温度控制器；
图3示出了与直接书写***，如图1和2中的直接书写***一起使用的示例性控制器的示意图；
图4示出了使用气溶胶墨水的直接书写工艺的示例性方法；和
图5示出了形成在溶剂体系中包含多个钯-铬合金微米颗粒的气溶胶墨水的示例性方法。
在本说明书和附图中参考字符的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施方案，其一个或多个实例在附图中示意。每个实例以解释说明本发明而非限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员将显而易见的是，可在不偏离本发明的范围或精神的情况下对本发明作各种修改和变型。例如，作为一个实施方案的一部分示意或描述的特征可与另一个实施方案一起使用以产生又一个实施方案。因此，意图是本发明涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变型。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个特征与另一个特征区分开来而非旨在表示各个部件的重要性。
在本公开中，使用化学元素的常用化学缩写，如在元素周期表中常见的化学缩写来讨论化学元素。例如，氢以其常用化学缩写H表示；氦以其常用化学缩写He表示；等等。
如本文所用，前缀“micro”是指至多约1微米(µm)的微米级。例如，将平均直径为微米级(例如，小于1µm)的颗粒称为“微米颗粒”。如本文所用，前缀“nano”是指至多约100nm的纳米级。例如，将平均直径为纳米级(例如，约0.1nm至约100nm)的颗粒称为“纳米颗粒”。
如本文所用，术语“基本上不含”指的是只不过可存在不会改变组合物的任何特性的无关紧要的痕量。术语“基本上不含”也涵盖完全不含。
如本文所用，术语“含铬”是指以其元素金属态包含铬的材料(例如，颗粒、墨水等)。这种元素铬也可称为处于其还原态，这与铬的阳离子态(如在氧化铬、氮化铬等中所见的铬的阳离子态)不同。
总体上提供了用于制备包含钯-铬合金的微米颗粒的方法。在特定的实施方案中，可通过共沉淀法合成微米颗粒。该方法通常可包括在反应温度下向反应溶液添加铬盐和钯盐以在反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子。然后，钯阳离子和铬阳离子结合形成多个微米颗粒，这些微米颗粒从反应溶液沉淀出来。关于在这些方法的过程中制备的微米颗粒的尺寸，也可控制共沉淀法。在一个实施方案中，可在反应溶液中无催化剂的情况下形成这样的微米颗粒的制备。
不希望受任何特定理论的束缚，据信合金中相对铬而言太多的钯导致钯和铬的脱合金化。特别地，据信钯只能在溶液中容留最大量的铬。微米颗粒可包含具有钯-铬合金总重量的1%至20%的重量百分数的铬的钯-铬合金。在一个特定的实施方案中，钯-铬合金包含钯-铬合金总重量的5%至15%的重量百分数的铬。
在某些实施方案中，钯-铬合金可基本上不含其他金属元素(即，钯-铬合金由钯和铬组成)。在其他实施方案中，合金元素可以如至多80重量%包含在钯-铬合金中。例如，合适的合金元素可包括铜、镍、铂、金、银、铁、钛、铱、钴、铑、钨或其混合物。
通常，反应溶液在溶剂中包含大量的有机酸，如单宁酸、皂苷或其混合物。不希望受任何特定理论的束缚，据信反应混合物中大量有机酸(例如，单宁酸)的存在缓和钯和铬的反应。因此，大量的有机酸(例如，单宁酸)可将微米颗粒的生长限制到特定的尺寸。例如，纳米颗粒可具有5nm至30nm的平均直径。在一个特定的实施方案中，纳米颗粒具有5nm至30nm的最大维度。然而，在其他实施方案中，可形成微米颗粒(例如，最大维度小于1μm，如小于500nm)。
在一个实施方案中，铬盐包括硝酸铬、乙酸铬、氯化铬、碘化铬、氟化铬、乙酸铬、磷酸铬盐或其混合物。铬盐解离时可形成铬阳离子(例如，Cr 3+)。例如，硝酸铬的解离形成Cr3 +和NO3 -。
类似地，钯盐可包括硝酸钯、乙酸钯、氯化钯、碘化钯、氟化钯、乙酸钯、磷酸钯盐或其混合物。钯盐解离时可形成钯阳离子(例如，Pd 2+)。例如，硝酸钯的解离形成Pd2 +和NO3 -。
在一个特定的实施方案中，例如，硝酸铬和硝酸钯可在反应溶液中，但可使用上文讨论的铬盐和钯盐的任何组合。此类硝酸盐的使用在反应溶液中存在另外的硝酸根离子如硝酸钠的实施方案中特别有用。在一个实施方案中，硝酸钠可以硝酸钠与铬阳离子和钯阳离子的总量的期望摩尔比存在于反应混合物中。例如，摩尔比可大于2，如3至6。在一个实施方案中，反应混合物也可包含2至30、如3至20的硝酸钠与单宁酸摩尔比。
另外，反应溶液中可包含柠檬酸三钠，其可被加入以控制反应参数和反应的速率以及用作反应中的还原剂。
反应溶液可以是水性溶液，以致于溶剂包括水。在一个实施方案中，溶剂为水，其中没有任何其他溶剂或添加剂(即，溶剂由水组成)。在一个实施方案中，反应溶液不含任何氧化剂。
在向反应溶液添加铬盐和钯盐之前、期间或之后，可使反应溶液达到0℃至150℃(例如，50℃至100℃，如60℃至80℃)的反应温度。通常，反应温度的控制导致更均匀的微米颗粒合成。可使反应溶液在反应温度下保持10分钟至30分钟(例如，15至20分钟)的反应时间。
形成后，微米颗粒可从反应溶液沉淀出来以从反应溶液提取。例如，可将微米颗粒从反应溶液离心分离。提取后可洗涤微米颗粒。通过使用这些方法，可以微米颗粒的形式从该方法提取至少95重量%的铬和钯。
根据这些方法形成的微米颗粒可用于各种应用，包括在气溶胶墨水中。特别地，所提供的气溶胶墨水允许对含铬合金使用直接书写工艺。在特定的实施方案中，气溶胶墨水产生足够的处理性质如气溶胶密度、气溶胶均匀性和/或一致的质量沉积速率以用于直接书写工艺。例如，气溶胶墨水可具有适宜的货架寿命以用于商业直接书写应用。
在一个实施方案中，气溶胶墨水包含多个分散在溶剂体系中的钯-铬合金微米颗粒。通常，与其本体对应物相比，钯-铬合金微米颗粒具有不同的性质。钯-铬合金微米颗粒的性质可能取决于粒度。例如，众所周知，钯-铬合金微米颗粒吸收光并可具有远低于其本体材料对应物的熔点。随着粒度减小，吸收光谱的波长变更短。这是较小的颗粒增加的表面能的函数。这种小尺寸和增加的表面能也提供了在金属颗粒的表面上发生化学官能化的机制。正是这种特定的化学表面改性是本发明的实施方案的焦点所在。
钯-铬合金微米颗粒的形状可随期望的打印应用而异。例如，在某些实施方案中，钯-铬合金微米颗粒可具有基本球形的形状，如上文所讨论。在其他实施方案中，钯-铬合金微米颗粒可以是片状形状或其他不规则形状。
在特定的实施方案中，可在用于气溶胶墨水中之前纯化钯-铬合金微米颗粒。这样的纯化过程可配置为去除可能使所得气溶胶墨水组合物中毒的污染物和其他材料。例如，可从钯-铬合金微米颗粒去除反应性材料。在一个实施方案中，反应性物质为溶解的氧气和氮气，以及将分解成氧气或氮气的过量硝酸盐和乙酸盐(例如，有机/无机盐)。例如，可在真空下对溶剂脱气以去除这些含氧和氮的杂质并贮存在惰性气体下。另外，可进行溶剂交换以稀释该物质，如通过固体的沉淀、倾析和将固体重新分散在新鲜溶剂中。
可加载钯-铬合金微米颗粒至最大可溶解量。例如，所述多个钯-铬合金微米颗粒可以总的气溶胶墨水的1重量%至30重量% (例如，5重量%至10重量%)的加载量存在。
溶剂体系通常可具有适合于其所需用途的粘度，这可为0.5cP至10,000cP，取决于特定的应用。在直接书写墨水的实施方案中，粘度可相对低，如0.5cP至30cP (例如，0.5cP至10cP的粘度)。这种相对低的粘度允许含铬金属微米颗粒抵抗重力沉降而稳定化。例如，粘度可能开始对直接书写墨水的雾化过程有显著影响，并且超声腔室不能使用高于30cP的墨水。
在一个实施方案中，溶剂体系包含至少两种彼此可混溶的溶剂。例如，溶剂体系可以是双重溶剂体系(即，包含两种可混溶的溶剂：第一溶剂和第二溶剂)。尽管描述为包含第一溶剂和第二溶剂，但应理解，溶剂体系内可根据需要包含另外的溶剂。
第一溶剂可被包含在溶剂体系中以使颗粒悬浮在溶剂体系中并且在打印墨水时以受控的方式蒸发。例如，第一溶剂可具有比溶剂体系中的第二溶剂高的蒸气压以便在打印期间第一溶剂比第二溶剂蒸发得更快。可在溶剂体系中使用的特别合适的第一溶剂包括但不限于1-甲氧基-2-丙醇、正癸烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、α-松油醇、环己烷、异丙醇、简单的碳链醇(例如，链中至多15个碳)如癸醇、异丁醇、苯甲醇及其混合物。
例如，溶剂体系可包含为基于醇的溶剂的第一溶剂，其具有至少一个醇部分以增加溶剂体系的溶剂化能力来将含铬金属微米颗粒保持悬浮于其中。另外，基于醇的溶剂可配置为降低气溶胶墨水中的氧含量以抑制与含铬金属微米颗粒内的铬的反应(例如，氧化)。在一个特定的实施方案中，基于醇的溶剂可在分子内至少包含羟基基团(即，醇部分)和醚部分二者，如1-甲氧基-2-丙醇。
第二溶剂可被包含在溶剂体系中以具有相对低的蒸气压(即，第二溶剂的蒸气压低于第一溶剂的蒸气压)，使得第二溶剂在墨水中保留更长的时间以抑制墨水过快干燥。因此，第二溶剂的蒸发点可高于第一溶剂的蒸发点。另外，第二溶剂可改变汉森溶解度参数(HSP)。汉森溶解度参数追踪溶剂的氢、极性和分散力。溶剂混合物随混合物中的体积分数可靠地改变其参数。通过用第二溶剂更改参数，可根据决定溶解度的体积分数对这些参数进行微调。通过添加第二溶剂，可使混合物制成的载体(vector)更接近于封端微米颗粒的分子种类的载体以允许颗粒更好分散。例如，在墨水中存在PVP的情况下，第二溶剂可具有HSP高分散和氢参数。
在特定的实施方案中，第二溶剂可包括但不限于α-松油醇、橙花醇、N-乙酰基吡咯烷酮、丙酮氰醇、乙酸酐、乙酰苯胺、乙酰胺、丙烯酸、抗坏血酸、缩二脲、邻-氯硫代苯酚、二乙二醇、邻苯二酚、4-乙基苯酚、氯乙醇、阿魏酸、糠醇、硫代二乙二醇或其混合物。
在一个实施方案中，第二溶剂可包括蒸发点高于第一溶剂的蒸发点的另一种基于醇的溶剂(不同于第一种基于醇的溶剂)以保持气溶胶墨水的货架寿命。例如，这样的另一种基于醇的溶剂可包括α-松油醇。
在一个特定的实施方案中，溶剂之一(例如，第一溶剂)的表面张力高于另一种溶剂(例如，第二溶剂)。通过使用多种溶剂，可通过选择粘度和表面张力各不相同的第一和第二溶剂以及控制溶剂体系中其各自的体积比来控制无量纲数奥内佐格数(Ohnesorge’snumber)的比率。奥内佐格数将粘性力与溶剂体系的惯性力和表面张力相联系。奥内佐格数将粘性力与溶剂体系的惯性力和表面张力相联系。奥内佐格数由下式计算：粘度/((密度*表面张力*液滴直径)的平方根)。考虑直接书写墨水的5µm液滴直径实施方案，墨水的奥内佐格数可为0.04至0.4 (例如，0.03至0.2，如0.048至0.18)。在一个实施方案中，例如，第一溶剂可为正癸烷(表面张力为约23mN/m)，第二溶剂可为DowanolTM (表面张力为70mN/m)，这是基于二醇醚的溶剂，可从The Dow Chemical Company商购获得。
当存在至少两种溶剂时，例如上文所述，第一溶剂和第二溶剂可以4:1至12:1的体积比(例如，以7:1至10:1的体积比)存在。
在某些实施方案中，可在溶剂体系内将钯-铬合金微米颗粒加载至最大可溶解量。例如，钯-铬合金微米颗粒可以总的气溶胶墨水的5重量%至30重量%的加载量(例如，以总的气溶胶墨水的5重量%至10重量%的加载量)存在。
气溶胶墨水中也可存在至少一种添加剂。可引入添加剂以帮助延长气溶胶墨水的货架寿命和提高钯-铬合金微米颗粒的稳定性。例如，气溶胶墨水可包含至少一种添加剂，其选自分散剂、封端剂、溶剂化剂、溶剂、与钯-铬合金微米颗粒的铬相容的添加剂、自由基清除剂或其组合。即，此类添加剂可与反应性铬化学相容，并与现有技术常用的更贵重金属颗粒显著不同。
在一个实施方案中，例如，气溶胶墨水可包含至多5重量%的分散剂和/或封端剂(例如，0.1重量%至5重量%)。应指出，某些添加剂可起到充当分散剂和封端剂的双重目的。可在气溶胶墨水中包含分散剂以抑制微米颗粒的团聚，如聚合物分散剂(例如，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等)和基于简单酸的化合物的铵盐(例如，亚乙基四乙酸铵)或其混合物。气溶胶墨水中可包含合适的封端剂以抑制溶剂(例如，溶剂的醇类)与微米颗粒之间的化学相互作用和/或反应，如硫基封端剂、聚合物基封端剂(例如，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、长链和/或大分子硫醇如正癸硫醇、十二烷硫醇等)或其混合物。
在某些实施方案中，气溶胶墨水可包含至多5重量%的一种或多种溶剂化剂。气溶胶墨水中可包含溶剂化剂以促进溶剂与分散的微米颗粒的相互作用。在某些实施方案中，溶剂化剂可与分散剂互换。然而，如果溶剂化剂比分散剂体积小或受空间阻碍小，则可能比分散剂更有利。例如，溶剂化剂可包括但不限于乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)或其混合物。
在某些实施方案中，气溶胶墨水可包含至多1重量%的一种或多种自由基清除剂以充当还原剂。可存在自由基清除剂以在贮存和/或打印处理期间与由含铬金属微米颗粒形成的任何自由基(特别是在墨水雾化过程中形成的那些自由基)相互作用。合适的自由基清除剂可包括但不限于肼、受阻胺光稳定剂(例如，四甲基哌啶)、抗坏血酸、氢醌及其衍生物、邻苯二酚、有机亚磷酸酯或其混合物。
如所述，气溶胶墨水可用在非接触打印工艺中以形成含铬金属层和/或部件。非接触打印的实例包括但不限于直接书写、喷墨、分配器和喷涂。例如，可使用气溶胶墨水来形成部件(例如，晶片)上用于电接触的特定图案。非接触打印技术利用限定的喷嘴，其将墨水分配到基材表面。
参考图1和图2，示出了示例性的直接书写***10的示意图，该***具有可在部件16的表面14上方移动的喷嘴12。典型的直接书写打印头的喷嘴尺寸小于300μm，但喷嘴尺寸可针对特定的打印应用进行调整。喷嘴12根据来自控制器22的指令以受控的方式在部件16的表面14上方移动。喷嘴12将气溶胶墨水18施加到表面14上以在其上形成含铬金属层20。如上文更详细地讨论的那样，气溶胶墨水18在溶剂体系26中包含多个含铬金属微米颗粒24并在其中包含任何可溶性添加剂。气溶胶墨水18可经由供给管线30从贮存容器28供给到喷头13 (包括至少一个喷嘴12)。
示出了具有多个气体管线(第一气体管线34和第二气体管线36)以向喷嘴12提供气体流的气体供给32。在一个实施方案中，第一气体管线34向喷嘴12提供第一气体流，其充当雾化器流，用于打印期间气溶胶墨水的传质。第二气体管线36可向喷嘴12提供第二气体流，其充当聚焦质量流(例如，鞘气流)以浓缩离开喷嘴12的气溶胶墨水。在一个实施方案中，部件16可位于加热元件17上以便在打印期间控制部件16的温度。通过控制气体流和部件的温度，可根据需要控制所施加的墨水的干燥时间。
如所述，可通过处理设备或控制器22控制喷嘴12的运行、气体流(例如，第一气体流和第二气体流)和/或部件16的温度(例如，经由加热元件17)，处理设备或控制器22可以可操作地耦合到控制面板(未示出)以供用户操纵来调节直接书写工艺的运行。响应于用户对控制面板或计算机程序的操纵，控制器22操作直接书写***10的各个部件以执行打印过程。如下文结合图3更详细地描述的，控制器22可包括存储器和微处理器，如可运行以执行与本文所述的方法相关联的编程指令或微控制代码的通用或专用微处理器。可替代地，可在不使用微处理器的情况下构造控制器22，例如，使用离散的模拟和/或数字逻辑电路(如开关、放大器、积分器、比较器、触发器、与门等)的组合来执行控制功能，而不是依赖于软件。直接书写***10的控制面板和其他部件可经由一条或多条信号线或共享的通信总线与控制器22通信。
出于示意和讨论的目的，图3描绘了以特定的顺序执行的步骤。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员应理解，可在不偏离本公开的范围的情况下以各种方式对本文讨论的任何方法的步骤进行改编、重排、扩展、省略或修改。此外，尽管以直接书写***10为例说明了方法100的各方面，但应理解，这些方法可应用于使用任何合适的直接书写机及其他非接触打印方法/***的制造过程。
图3描绘了根据本公开的实例实施方案的控制器22的某些部件。控制器22可包括一个或多个计算设备22A，其可用来实施如本文所述的方法。所述一个或多个计算设备22A可包括一个或多个处理器22B和一个或多个存储设备22C。所述一个或多个处理器22B可包括任何合适的处理设备，如微处理器、微控制器、集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑设备、一个或多个中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)(例如，专用于有效地渲染图像)、执行其他专门计算的处理单元等。所述一个或多个存储设备22C可包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，如RAM、ROM、EEPROM、EPROM、闪存设备、磁盘等和/或其组合。
所述一个或多个存储设备22C可包括一个或多个计算机可读介质并可存储可由一个或多个处理器22B访问的信息，包括可由一个或多个处理器22B执行的指令22D。例如，所述一个或多个存储设备22C可存储用于运行一个或多个软件应用、显示用户界面、接收用户输入、处理用户输入等的指令22D。在一些实施方式中，指令22D可由所述一个或多个处理器22B执行以使所述一个或多个处理器22B执行操作，例如，如本文所述方法的一个或多个部分。指令22D可以是以任何合适的编程语言编写的软件，或者可在硬件中实施。另外，和/或可替代地，指令22D可在一个或多个处理器22B上以逻辑和/或虚拟分离线程执行。
所述一个或多个存储设备22C也可存储可由所述一个或多个处理器22B检索、操纵、创建或存储的数据22E。数据22E可包括例如有助于实现本文所述方法的数据。数据22E可存储在一个或多个数据库中。所述一个或多个数据库可通过高带宽LAN或WAN连接到控制器22，或者也可通过一个或多个网络(未示出)连接到控制器。可将所述一个或多个数据库拆分开以便它们位于多个场所中。在一些实施方式中，数据22E可接收自另一设备。
所述一个或多个计算设备22A也可包括通信模块或接口22F，其用来通过一个或多个网络与控制器22或直接书写***10的一个或多个其他部件通信。通信接口22F可包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射机、接收机、端口、控制器、天线或其他合适的部件。
如上所述，还提供了用于在基材的表面上形成基于钯-铬合金的金属层的方法，包括非接触打印方法(例如，直接书写打印)。图4示出了示例性方法40，其包括在42处向基材的表面施加如上文所述的气溶胶墨水并在44处让气溶胶墨水干燥而在基材的表面上留下钯-铬合金层。
同样如上所述，还提供了用于形成气溶胶墨水的方法，例如用于非接触打印方法(例如，直接书写打印)中。图5示出了示例性方法50，其包括在52处纯化多个钯-铬合金微米颗粒以去除污染物并在54处将经纯化的多个钯-铬合金微米颗粒与溶剂体系混合。
此书面描述使用示例性实施方案来公开本发明，包括最佳模式，并还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或***及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并可包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这样的其他实例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构要素，则这样的其他实例旨在在权利要求的范围内。
本发明的其它实施方案包括：
1. 一种从在溶剂中包含有机酸的反应溶液制备多个微米颗粒的方法，所述方法包括：
向所述反应溶液添加铬盐和钯盐；
使所述反应溶液达到0℃至150℃的反应温度以在所述反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子，其中所述钯阳离子和铬阳离子结合形成所述多个微米颗粒，这些微米颗粒从所述反应溶液沉淀出来；和
从所述反应混合物收集所述微米颗粒，其中所述多个微米颗粒包含钯-铬合金。
2. 根据实施方案1所述的方法，其中所述钯-铬合金包含所述钯-铬合金总重量的1%至20%的重量百分数的铬。
3. 根据实施方案1所述的方法，其中所述铬盐包括硝酸铬、氯化铬、乙酸铬或其混合物。
4. 根据实施方案1所述的方法，其中所述钯盐包括硝酸钯、氯化钯、乙酸钯或其混合物。
5. 根据实施方案1所述的方法，其中所述反应混合物还包含硝酸钠。
6. 根据实施方案5所述的方法，其中所述硝酸钠以硝酸钠与铬阳离子和钯阳离子的总量的一定摩尔比存在于所述反应混合物中，其中所述摩尔比大于2。
7. 根据实施方案5所述的方法，其中所述反应混合物包含2至30的硝酸钠与有机酸摩尔比。
8. 根据实施方案7所述的方法，其中所述有机酸包含单宁酸。
9. 根据实施方案8所述的方法，其中所述反应混合物包含3至20的硝酸钠与单宁酸摩尔比。
10. 根据实施方案1所述的方法，其中所述反应混合物还包含柠檬酸三钠。
11. 根据实施方案1所述的方法，其中所述微米颗粒为平均尺寸为5nm至30nm的纳米颗粒。
12. 根据实施方案1所述的方法，其中所述反应混合物不含催化剂。
13. 根据实施方案1所述的方法，其中以所述微米颗粒的形式从所述方法提取至少95重量%的铬和钯。
14. 一种气溶胶墨水，所述气溶胶墨水包含：
多个分散在溶剂体系中的含钯-铬合金的金属微米颗粒，其中所述含钯-铬合金的金属微米颗粒包含钯-铬合金。
15. 根据实施方案14所述的气溶胶墨水，其中所述溶剂体系包含第一溶剂和第二溶剂的混合物，并且其中所述第二溶剂的蒸气压低于所述第一溶剂。
16. 根据实施方案14所述的气溶胶墨水，其中所述气溶胶墨水具有0.04至0.4的奥内佐格数。
17. 根据实施方案14所述的气溶胶墨水，其中所述钯-铬合金包含所述钯-铬合金总重量的1%至20%的重量百分数的铬。
18. 根据实施方案14所述的气溶胶墨水，其中所述多个含钯-铬合金的金属微米颗粒为最大维度为100nm的纳米颗粒。
19. 根据实施方案14所述的气溶胶墨水，其中所述溶剂体系包含1-甲氧基-2-丙醇、α-松油醇、环己烷或其混合物。
20. 一种从在水中包含硝酸根阴离子和单宁酸的反应溶液制备多个微米颗粒的方法，所述方法包括：
在60℃至80℃的反应温度下向所述反应溶液添加硝酸铬和硝酸钯以在所述反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子，其中所述钯阳离子和铬阳离子结合形成所述多个微米颗粒，这些微米颗粒从所述反应溶液沉淀出来，并且其中所述钯-铬合金包含所述钯-铬合金总重量的5%至13%的重量百分数的铬；和
从所述反应混合物收集所述微米颗粒，其中所述多个微米颗粒包含钯-铬合金。

Claims (10)

1.一种从在溶剂中包含有机酸的反应溶液制备多个微米颗粒的方法，所述方法包括：
向所述反应溶液添加铬盐和钯盐；
使所述反应溶液达到0℃至150℃的反应温度以在所述反应溶液中形成钯阳离子和铬阳离子，其中所述钯阳离子和铬阳离子结合形成所述多个微米颗粒，这些微米颗粒从所述反应溶液沉淀出来；和
从所述反应混合物收集所述微米颗粒，其中所述多个微米颗粒包含钯-铬合金。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述钯-铬合金包含所述钯-铬合金总重量的1%至20%的重量百分数的铬。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述铬盐包括硝酸铬、氯化铬、乙酸铬或其混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述钯盐包括硝酸钯、氯化钯、乙酸钯或其混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物还包含硝酸钠。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述硝酸钠以硝酸钠与铬阳离子和钯阳离子的总量的一定摩尔比存在于所述反应混合物中，其中所述摩尔比大于2。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述反应混合物包含2至30的硝酸钠与有机酸摩尔比。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述有机酸包含单宁酸。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述反应混合物包含3至20的硝酸钠与单宁酸摩尔比。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物还包含柠檬酸三钠。
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