置换法制备银包覆铝粉的研究

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银包覆铝粉因为具有较高的导电性和耐腐蚀性,被广泛的应用于电子工业、通讯产业和航天航空等领域。但是由于铝粉具有比较高的比表面积,制备过程易发生团聚而导致包覆的银层不够致密,无法保证银包覆铝粉良好的导电性和耐腐蚀性。因此需要开发一种工艺以获得镀层致密均匀的银包覆铝粉。本文通过对制备的方法进行讨论和探究,确定了使用双重置换镀的方法作为制备银包覆铝粉的工艺。通过对铜粉置换镀银的研究确定了铜作为银包覆铝粉的中间层。并通过对铝粉前处理探究确定铝粉表面氧化膜去除的p H范围为1~6和9~12,同时加入聚乙烯吡咯烷酮可以降低铝粉的团聚现象。通过正交实验对铝粉置换镀铜的成分和工艺的研究,确定了镀铜工艺镀液的成分和参数:CuSO4·5H2O:4~5 g/L、EDTA·2Na:9~10 g/L、C4O6H4KNa:7~8 g/L、2,2’-联吡啶:12 mg/L、温度:30℃、pH:10~11.5。采用扫描电子显微镜对镀铜层的外貌进行了表征,结果表明:当镀铜液的pH在10.5~11.5、温度低于45℃、铜离子的浓度在0.6~0.7 g/L时,铜镀层包覆致密且均匀。对镀铜反应速率的研究表明:随着镀液的pH、温度、铜离子浓度的不断增大,镀铜反应的速度越快。采用粒径分析仪对铜包覆铝粉的粒径进行分析,结果表明:当铜离子的浓度在0.6~0.7 g/L时,铜包覆铝粉的粒径分布比较均匀。通过对铜包覆铝粉的物性分析判断出制备的铜包覆铝粉的纯度比较高,而且随着镀层中铜含量的不断增大,铜镀层中晶面(200)的择优取向度不断增高。对四种不同的银配位剂进行了选择,确定采用氨水作为银的配位剂制备银包覆铝粉。同时,在前面制备的铜包覆铝粉基础上,再一次通过置换的方法制备银包覆铝粉。对制备的银包覆铝粉的宏观颜色进行表征表明:随着n(Cu)/n(Ag)(该比例指的是镀铜溶液中铜的物质的量与镀银溶液中银的物质的量的比值)从0.1~0.5的不断增大,银包覆铝粉的宏观颜色先从黑色变为黄色然后白色,最后又变为黄色,当n(Cu)/n(Ag)比例为0.4时,制备的银包覆铝粉为白色。采用扫描电子显微镜对镀银层的外貌进行了表征,结果表明:当n(Cu)/n(Ag)的比例从0.1~0.5不断增大时,其表面包覆的效果呈现不一致的状态,当n(Cu)/n(Ag)的比例为0.4时,中间层铜刚刚被消耗完毕,此时,银在铝粉表面也包覆致密均匀。
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