[发明专利]高结晶度银粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术领域，具体来说涉及一种碳酸盐或碳酸氢盐包覆碳酸银前躯体，再经过低温下脱结晶水、高温下分解及致密化烧结获得高结晶度银粉的制备方法。

背景技术

球形银粉由于具有良好的填充特性而被广泛应用在玻璃、陶瓷、硅上形成厚膜电路，即采用将球形银粉分散在有机载体后印刷在基片上，通过低温固化和高温烧结形成银厚膜电路，特别当形成的银厚膜电极在细线情况时球形银粉应具有良好抗高温收缩性，即要求球形银粉具有高的结晶特性。银粉高结晶性与银粉颗粒微晶尺寸有关，微晶颗粒尺寸越大，在烧结中的微晶产生收缩越小，所得到厚膜导电性越好。因此，为了降低银粉的收缩，必须提高银粉中微晶颗粒的尺寸，微晶越大，银粉的结晶性越好。

银粉的结晶性与其制作方法有关，现有专利中关于高结晶性球形银粉的制备方法有液相还原法、热分解方法。其中涉及液相还原法的有专利文献CN101218051A、专利文献特开2000-1706、专利文献特开2000-1706、专利文献特开2003-49202等，这些专利最终获得微晶颗粒尺寸都在以下，如专利文献CN101218051A中描述的高结晶性银粉制备方法所得到的银粉微晶尺寸大于专利文献特开2000-1706中描述的高结晶性银粉制备方法所得到的银粉的微晶尺寸大于专利文献特开2003-49202中描述的高结晶性银粉制备方法所得到的银粉的微晶尺寸范围为但是上述专利对微晶尺寸的描述没有说明检测方法。

涉及热分解方法的专利有：

专利特开2003-286502和US5439502描述了一种采用气相法即喷雾热分解方法制备高结晶度球形银粉的方法，这种方法能获得结晶性高的球形银粉，但所需设备复杂、能耗大、所得银粉粒度分布范围宽，需要后续多次分级处理才能得到较窄粒度分布的银粉，而且所得到得球形银粉的纯度、致密性不能保证，容易获得空心球形银粉。专利JP10183208A描述了固相热分解银粉的方法，即使用氧化银作为前躯体，将氧化银与碱土金属盐、碳酸镁、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化钙之一混合后在空气气氛下加热分解，得到粒径0.1～5μm微粒银粉。该专利是将氧化银与包覆物机械混合达到隔离的效果，由于将前驱体与包覆物机械混合的方法不能完全保证前驱体之间相互隔离，因此所得到银粉颗粒单分散性、球形度差；并且这些现象随着热处理温度的升高会更明显，最终降低银粉的振实密度及填充特性。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种兼顾分散性、结晶度、振实密度的高结晶度银粉的制备方法，该方法流程可控性好，且易于实现规模化工业生产。

为实现上述发明目的所采取的技术方案为：

一种高结晶度银粉的制备方法，其特征是：首先以湿法沉淀合成碳酸银前躯体，再用包覆剂均匀包覆碳酸银前躯体，经包覆处理过的碳酸银前躯体经过低温脱结晶水、高温热分解及致密化烧结，洗涤后获得高结晶度银粉；

上述湿法沉淀合成碳酸银前躯体是指将硝酸银溶液与碳酸盐溶液混合，通过固液分离获得的碳酸银前躯体沉淀；

上述用包覆剂均匀包覆碳酸银前躯体是指采用异质形核的方法包覆碳酸银，具体来说是以碳酸银前躯体为晶核，通过物理结晶法在碳酸银表面结晶形成包覆层或使用化学沉淀改性法在碳酸银表面形成包覆层；

所述的包覆剂为碳酸盐或碳酸氢盐；

上述碳酸银前躯体与所述包覆剂的摩尔比为1∶0.2～5；

所述的包覆剂为碳酸钾、碳酸锂、碳酸镁、碳酸钙、碳酸氢钾或碳酸氢钠；

所述的低温脱结晶水是指包覆产物在50℃～300℃下处理1～100小时以脱去包覆剂所带结晶水；

所述高温热分解及致密化烧结是指在300℃～1000℃下焙烧1～100小时；

所述高结晶度银粉的粒径分布范围为0.1～5μm，振实密度在3.0～7.0g/cm³；

使用X射线衍射半峰宽计算得到的银粉微晶尺寸大于

本发明具有以下技术特点：

1.本发明采用湿法沉淀合成与火法相结合制备银粉，得到的银粉具有单分散性、表面光洁、结晶性及球形度良好等优点。

2.本发明采用湿法沉淀得到前驱体，并且对前驱体进行包覆，该处理方式可以使前驱体获得更高温度以及更长时间的热处理，从而降低银粉空心化的可能性并提高了其结晶度。