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《非金属粉体化学镀银的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、非金属粉体化学镀银的研究进展 1 前言化学镀的发展史主要是从化学镀镍开始的。1944年,A.Brenner和G.Riddel进行化学镀试验,几年后对外公布。1947年提出非金属粉体化学镀镍的方法。80年代中期,有人直接借鉴块状化学镀的方法利用在粉体上。1991年,H.Chang首次在直径约为0.05～0.1μmSnO2粉体上采用甲醛作为还原剂化学镀银。粉体化学镀克服了其它成形方法因颗粒几何形貌造成的包覆层不均的问题。因为化学镀具有优异的均镀能力,克服了机械混合法混合不均、Sol—gel法在还原金属氧化物时晶粒易长大等缺点。另外,粉体上的金属镀层能赋予粉体新的功能,如抑制粉体的分解,提高粉体的耐
2、蚀性、导电性,使粉体具有美丽的外观等。然而,非金属粉末施镀比传统的金属工件施镀更困难,因为粉末比表面积大,在溶液中易于团聚。为了在粉末上施镀,必须根据粉体的特点提高溶液的稳定性,同时使颗粒均匀分散,提高镀层质量。银粉是电气和电子工业的重要材料,是电子工业中应用最广泛的一种贵金属粉末,为厚膜、电阻、陶瓷、介质等电子浆料的基本功能材料。但银粉的制备成本很高,所以在现今的研究领域更侧重于可以替代银粉的包银复合粉体的制备和应用,以降低银的用量。目前,化学镀银复合粉体作为电触点材料、导电填料、导电涂料、电磁屏蔽材料、吸波材料以及飞机隐身涂料等受到广泛的应用。2 非金属粉体化学镀银由于非金属基体一般不具备
3、导电性,因为在此表面上没有催化的活性粒子,要获得与非金属基体结合力良好的化学镀金属层,最为重要的是对基体进行镀前处理。非金属颗粒化学镀是在除油、粗化、敏化、活化液中使颗粒表面沉积一层微量的、具有催化效应的金属,如Pd、Ag等,然后水洗干净,放入镀液中施镀,再水洗烘干,得到复合粉体。2.1 空心玻璃微珠化学镀银黄少强等采用葡萄糖、酒石酸钾钠、葡萄糖+酒石酸作为还原剂,其工艺流程为:用HF溶液粗化—去离子水洗—SnC12溶液敏化—去离子水洗—胶体Pd溶液活化—水洗烘干后施镀。镀液配方:10～20g/LAgNO3,5～10g/LNaOH,适量NH3·H2O,适量还原剂,3～8g/L聚乙二醇,15mL
4、/L乙醇。从反应时间、镀层均匀程度、镀层堆积紧密度等几个方面对镀覆效果进行表征,并得到3种还原剂反应时间长短顺序依次为:葡萄糖+酒石酸>酒石酸钾钠>葡萄糖;比较发现,镀层表面均匀度好坏次序为:葡萄糖>酒石酸钾钠>葡萄糖+酒石酸;镀层结合紧密程度顺序结果为:酒石酸钾钠>葡萄糖>葡萄糖+酒石酸。对表面银颗粒堆积状况分析发现:用葡萄糖做还原剂所得镀层银颗粒堆积紧密度明显较单纯用酒石酸钾钠为好。根据以上分析结果,对实验进行改进,将葡萄糖和酒石酸钾钠混合作还原剂,从SEM图,可以看出镀层少脱落,表面均匀,结合牢固。测试其固有电阻率最低可达6.11×10-4Ω·cm。然后进一步选用聚乙二醇(PEG)、羧甲
5、基纤维素钠(CMC)、明胶、乙醇几种助剂分别试验,结果表明:PEG和明胶使反应速度明显减慢;乙醇使反应在刚开始时速度增加,很快达到平稳;而CMC则使反应在一定程度上加快。还可以看出反应达平衡后镀银利用率的大小关系:加入CMC的组分使镀银利用率提高,乙醇则稍微减少,而PEG和明胶均使镀银利用率明显降低。采用不同助剂镀层的均匀性有如下关系:PEG>无水乙醇>无助剂>CMC>明胶,即无水乙醇和PEG的加入均能使镀层性能较其他3种组分有所改善。最后,经实验及考虑到节省时间以及其它因素,采用pH为13.5为佳。王宇等采用甲醛作为还原剂,用20mL/LHF+2g/LNaF粗化液粗化,然后活化敏化一步法,最
6、后化学镀。镀液配方:7gAgNO3,40mLNH3·H2O,2.2mLHCHO,168mLH2O,190mLC2H5OH,pH12.4±0.2,25℃。通过比较发现:(1)增加镀液中NaOH的含量、提高镀液的pH,能够增加镀液中的银析出量,微珠表面的银包覆较为致密连续,但存在游离态的单质银;(2)用硫脲作为稳定剂可改善镀液的自分解问题,但对微珠表面镀层的均匀性和厚度影响不大,相反,当稳定剂的用量过大时,还会导致表面包覆层的不均匀和不致密;(3)通过调整空心玻璃微珠的装载量,能够调节表面包覆银颗粒的粒径大小,控制镀银层的厚度,同时增加装载量,也能减少镀液自分解现象。银包覆层的厚度在50nm左右,
7、达到了吸波材料所需要的能吸收不同频段能量的特性。毛倩瑾[5]等采用置换法化学镀,把经过预处理工艺后的空心微珠加入pH为12～12.5的化学镀铜液中,使空心微珠表面包覆上金属铜层。然后所得粉体加入银氨溶液。由于在银氨络合离子体系中,银的氧化还原标准电位φ0=+0.0373V;在铜氨络合离子体系中,铜的氧化还原标准电位φ0=-0.05V,则有ΔG<0。银离子与铜发生了置换反应,银沉积在铜表面。结果获得
