水熱法制備超細(xì)銅粉及其性能研究.pdf

1、銅粉作為MLCC貴金屬內(nèi)電極的理想替代產(chǎn)品之一，價(jià)格低廉，并具有與銀相媲美的良好導(dǎo)電性，但其化學(xué)性質(zhì)活潑，在空氣中易被氧化為不導(dǎo)電的氧化亞銅和氧化銅。因此，我們研究了粒度分布均勻、抗氧化性能良好的超細(xì)銅粉的新型制備工藝。 通過(guò)化學(xué)還原法與水熱法制備銅粉的初步對(duì)比試驗(yàn)，證明水熱處理過(guò)的銅粉粒度分布變窄，結(jié)晶度提高，從而具備了還原法所不能比擬的優(yōu)良性能。 選用水熱法作為制備銅粉的主要制備工藝。通過(guò)甲醛還原硫酸銅制備出銅粉前驅(qū)

2、物，此前驅(qū)物純度雖高，但晶格缺陷多、粒度大小不均，從而易被氧化，儲(chǔ)備性能差。將此前驅(qū)物用水熱法在還原氣氛下進(jìn)行處理，并對(duì)這一工藝過(guò)程中的參數(shù)采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行優(yōu)化。將粒度均勻性和開(kāi)始氧化溫度作為衡量銅粉性能的指標(biāo)，最終得到的最佳工藝參數(shù)為：水熱溫度為240℃，反應(yīng)時(shí)間為10h，溶液填充度為80％。采用此參數(shù)可得到平均粒度為0.7μm，分布狹窄，開(kāi)始氧化溫度約為210℃的超細(xì)銅粉。 為了使銅粉具備更好的抗氧化性，采用2.5％的苯駢

3、三氮唑的乙醇溶液在50℃下對(duì)其進(jìn)行鈍化處理，在其表面形成一層穩(wěn)定的絡(luò)合物膜。這層絡(luò)合物薄膜為絕緣膜，但可以使銅粉具有一定的抗?jié)窨垢邷匦阅?，從而加?qiáng)了其儲(chǔ)備性能。而且這層薄膜在多層陶瓷片式電容器的燒結(jié)過(guò)程中可分解掉，保持了銅電極的良好導(dǎo)電性。由差熱分析可知，鈍化處理過(guò)的銅粉開(kāi)始氧化溫度可達(dá)到299℃。 對(duì)水熱條件下制備銅粉的機(jī)理進(jìn)行了初步探討。在穩(wěn)定的水熱條件下，由于擴(kuò)散、對(duì)流或強(qiáng)迫流動(dòng)引起少部分溶解在溶液中的銅離子向銅晶體表面附

4、近的區(qū)域輸運(yùn)，在晶面某一位置上被吸附，并通過(guò)表面擴(kuò)散，順著臺(tái)階運(yùn)動(dòng)到扭折位置，發(fā)生結(jié)晶反應(yīng)。使原來(lái)存在大量扭折、臺(tái)階等缺陷的銅晶得到晶格修補(bǔ)，使晶格完美化生長(zhǎng)，從而一定程度上提高了其抗氧化溫度。對(duì)于晶粒均勻性的提高，我們建立了原電池理論模型作出了解釋：設(shè)銅晶粒以電極形式溶于水熱介質(zhì)中，由于對(duì)流對(duì)界面濃度的影響，當(dāng)兩大小不同的晶粒相互靠近時(shí)，因?yàn)榻缑驺~離子濃度或自身電荷不同而形成原電池模型，從而進(jìn)行原電池反應(yīng)，發(fā)生傳質(zhì)現(xiàn)象，使得部分小尺寸