CN116673487A - 一种银铜合金粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种银铜合金粉的制备方法，称取适量的分散剂溶解于去离子水中制得反应底液，配置硝酸铜溶液和还原剂溶液，先滴加葡萄糖溶液预还原，再滴加L‑抗坏血酸溶液还原两步制备单质铜金属粉，升高反应釜温度，同时滴加硝酸银溶液，待置换反应完全结束后，降低反应釜温度，滴加L‑抗坏血酸溶液，直至完全反应；本专利方法制备的银铜合金粉具有粒径均一，分散性好的特点，可以用于大规模生产铜银合金，并应用于多种领域。
Description
技术领域
本发明属于贵金属粉末材料制备技术领域，涉及一种超细银铜合金粉的制备方法。
背景技术
银是所有金属中具有最高导电率和导热率，价格是贵金属最便宜的一种，银还具有良好的加工性。加入铜元素可以增加材料的硬度与抗拉强度，又具有良好的导电性，而含铜量5%～30%的银铜合金，具有良好的流动性，浸润性与低的蒸气压，是良好的电真空钎焊钎料，银和银铜合金是使用最广泛的电接触材料。银铜合金粒径、形貌、粒径分布、振实密度和表面状态等参数的优越与否会对性能好坏产生重要影响。
目前，银铜合金的制备方法包括物理方法和化学方法。化学方法由于其生产成本较低，易于控制，是规模化生产主要采用的方法。但目前化学法所制备的银铜合金粉粒径分布不均一，并且分散性较差。
发明内容
本发明为解决上述问题，针对已有银铜合金粉制备技术的不足，提供一种粒径在1微米以下，粒径均一、高分散性超细银铜合金粉的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种银铜合金粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，在反应釜中称取50g聚乙烯吡咯烷酮K60溶解于1 L去离子水中，并加入氢氧化钠调节溶液的PH值至2～6，作为反应底液，其中分散剂聚乙烯吡咯烷酮K60的质量为最终银铜合金粉质量的2～10%；
步骤二，称取210g硝酸铜溶液滴加到反应釜中，先滴加200g葡萄糖溶液预还原，再滴加200g L-抗坏血酸溶液还原两步制备单质铜金属粉；
步骤三，向反应完的溶液中滴加硝酸银溶液，同时升高温度到70～90℃，用单质铜金属粉置换硝酸银中的银离子；
步骤四，置换反应结束后降温到25～30℃，向反应釜中滴加L-抗坏血酸溶液，将置换出来的铜离子还原；
步骤五，反应结束后分别用去离子水、乙醇洗涤，再采用离心机分离固液相，并在温度45～80 ℃烘箱中烘干，得到D50为400～1200nm的银铜合金粉产物。
所述的一种银铜合金粉的制备方法，其步骤二中硝酸铜溶液浓度通过加入离子水稀释5～10倍。
所述的一种银铜合金粉的制备方法，其步骤二中葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液浓度通过加入离子水稀释10～30倍。
所述的一种银铜合金粉的制备方法，其步骤二中金属离子与葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液的摩尔比为1：0.6～1.2。
所述的一种银铜合金粉的制备方法，其步骤二中利用蠕动泵分两阶段滴加葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液到反应底液中，其中，预还原滴加液速度为50 mL/min，滴加时间控制为总时间的30～50%，还原滴加液速度为200 mL/min，滴加时控制为总时间的50～70%。
所述的一种银铜合金粉的制备方法，其步骤四中金属离子与L-抗坏血酸溶液的摩尔比为1：0.2～0.5。
本发明具有的优点和积极效果如下：
1，本发明方法通过控制通过改变底液中氢氧化钠添加量节溶液的PH值，利用还原剂在不同酸碱度下还原性强弱不同的原理分两阶段进行预还原和还原来控制铜粉的粒径，实现了铜粉粒径可控的目标；
3，本发明方法通过置换法，使银在铜核的表面生成活性位点，使未能完全置换的银离子能够通过活性位点还原在铜的表面，达到粒径均一的目标。
附图说明
图1为实施例1制备的类球形银铜粉的SEM图；
图2为实施例2制备的类球形银铜粉的SEM图；
图3为实施例2制备的类球形银铜粉的SEM图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例公开的一种银铜合金粉的制备方法，包括如下步骤。
步骤一，在反应釜中称取50g的聚乙烯吡咯烷酮K60充分溶解于1 L去离子水中；并加入氢氧化钠调节溶液的PH为2，作为反应底液。
步骤二，称取210g硝酸铜溶液和200g葡萄糖溶液滴加到反应釜中，利用蠕动泵经过预还原后再滴加200g L-抗坏血酸溶液还原两步制备单质铜金属粉；预还原滴加液速度为50 mL/min，滴加时间控制为总时间的30～50%，还原滴加液速度为200 mL/min，滴加时控制为总时间的50～70%。其中硝酸铜溶液浓度通过加入离子水稀释5～10倍，葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液浓度通过加入离子水稀释10～30倍，保证金属离子与葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液的摩尔比为1：0.6～1.2。
步骤三，在反应完的溶液中滴加50g硝酸银溶液，同时升高温度到70℃，用单质铜置换硝酸银中的银离子。
步骤四，置换反应结束后降低温度到25℃，向反应釜中滴加50g L-抗坏血酸溶液，将置换出来的铜离子还原。保证金属离子与L-抗坏血酸溶液的摩尔比为1：0.2～0.5。
步骤五，反应结束后分别用去离子水、乙醇洗涤，再采用离心机分离固液相，并在设定温度为45 ℃烘箱中烘干得到最终的银铜合金粉产物。
通过SEM电镜如图1所示分析，得到的银铜粉D50为1200nm左右，粒径均一且分散性好。本发明通过调整工艺参数，可实现银铜尺寸的可控制备，获得的银铜合金粉产品的粒径分布均一，分散性好。该制备方法过程工艺简单可控，生产成本低，易于实现大规模生产。
实施例2
本实施例公开的一种银铜合金粉的制备方法，包括如下步骤。
步骤一，在反应釜中称取50g的聚乙烯吡咯烷酮K60充分溶解于1 L去离子水中；并加入氢氧化钠调节溶液的PH为4，作为反应底液。
步骤二，称取210g硝酸铜溶液和200g葡萄糖溶液滴加到反应釜中，经过预还原后再滴加200g L-抗坏血酸溶液还原两步制备单质铜金属粉；预还原滴加液速度为50 mL/min，滴加时间控制为总时间的30～50%，还原滴加液速度为200 mL/min，滴加时控制为总时间的50～70%。
步骤三，在反应完的溶液中滴加50g硝酸银溶液，同时升高温度到80℃，用单质铜置换硝酸银中的银离子。
步骤四，置换反应结束后降低温度到28℃，向反应釜中滴加50g L-抗坏血酸溶液，将置换出来的铜离子还原。
步骤五，反应结束后分别用去离子水、乙醇洗涤，再采用离心机分离固液相，并在设定温度为60 ℃烘箱中烘干得到最终的银铜合金粉产物。
通过SEM电镜如图2所示分析，得到的银铜粉D50为900nm左右，粒径均一且分散性好。
实施例3
本实施例公开的一种银铜合金粉的制备方法，包括如下步骤。
步骤一，在反应釜中称取50g的聚乙烯吡咯烷酮K60充分溶解于1 L去离子水中；并加入氢氧化钠调节溶液的PH为6，作为反应底液。
步骤二，称取210g硝酸铜溶液和200g葡萄糖溶液滴加到反应釜中，经过预还原后再滴加200g L-抗坏血酸溶液还原两步制备单质铜金属粉；预还原滴加液速度为50 mL/min，滴加时间控制为总时间的30～50%，还原滴加液速度为200 mL/min，滴加时控制为总时间的50～70%。
步骤三，在反应完的溶液中滴加50g硝酸银溶液，同时升高温度到90℃，用单质铜置换硝酸银中的银离子。
步骤四，置换反应结束后降低温度到30℃，向反应釜中滴加50g L-抗坏血酸溶液，将置换出来的铜离子还原。
步骤五，反应结束后分别用去离子水、乙醇洗涤，再采用离心机分离固液相，并在设定温度为80 ℃烘箱中烘干得到最终的银铜合金粉产物。
通过SEM电镜如图3所示分析，得到的银铜粉D50为400nm左右，粒径均一且分散性好。
本发明的技术内容和特征如上所示，但本发明保护范围应不限于实施例所表述之内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种银铜合金粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤
步骤一，在反应釜中称取聚乙烯吡咯烷酮K60溶解于去离子水中，并加入氢氧化钠调节溶液的PH值至2～6，作为反应底液；
步骤二，称取硝酸铜溶液滴加到反应釜中，先滴加葡萄糖溶液预还原，再滴加 L-抗坏血酸溶液还原两步制备单质铜金属粉；
步骤三，向反应完的溶液中滴加硝酸银溶液，同时升高温度到70～90℃，用单质铜金属粉置换硝酸银中的银离子；
步骤四，置换反应结束后降温到25～30℃，向反应釜中滴加L-抗坏血酸溶液，将置换出来的铜离子还原；
步骤五，分别用去离子水、乙醇洗涤，再采用离心机分离固液相，并在温度45～80 ℃烘箱中烘干，得到银铜合金粉。
2.根据权利要求1所述的一种银铜合金粉的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中硝酸铜溶液浓度通过加入离子水稀释5～10倍。
3.根据权利要求1所述的一种银铜合金粉的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液浓度通过加入离子水稀释10～30倍。
4.根据权利要求1所述的一种银铜合金粉的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中金属离子与葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液的摩尔比为1：0.6～1.2。
5.根据权利要求3所述的一种银铜合金粉的制备方法，其特征在于，所述步骤二中利用蠕动泵分两阶段滴加葡萄糖溶液和L-抗坏血酸溶液到反应底液中，预还原滴加液速度为50mL/min，滴加时间为总时间的30～50%，还原滴加液速度为200 mL/min，滴加时为总时间的50～70% 。
6.根据权利要求1所述的一种银铜合金粉的制备方法，其特征在于，所述的步骤四中金属离子与L-抗坏血酸溶液的摩尔比为1：0.2～0.5。
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