一种铂电极浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了属于铂电极制备技术领域的一种铂电极浆料及其制备方法和应用。以重量百分数计，铂电极浆料包括：15～20％纳米铂粉、5～10％片状铂粉、50～60％热处理后的超细铂粉和10～30％有机粘结剂。本发明专利技术提供的铂电极浆料高温烧结于氮化硅基片上得到铂电极，所述铂电极浆料在氮化硅基片上高温烧结不起泡、不翘曲、电极不宜脱落，与氮化硅基片附着力大于20N/mm

A platinum electrode slurry and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种铂电极浆料及其制备方法和应用
本专利技术属于铂电极制备
，特别涉及一种铂电极浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
氮化硅陶瓷是一种有广阔发展前景的耐高温高强度结构陶瓷，其具有高性能(如强度高、硬度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、耐化学腐蚀和很好的高温稳定性、抗氧化性能等)，与其他陶瓷相比，氮化硅陶瓷比重小，热膨胀系数低，抗热冲击性好，断裂韧性高，是一种理想的高温结构材料和高速切削工具陶瓷材料。因此氮化硅陶瓷在航天航空、汽车发动、机械、化工、石油等领域有着广泛的用途，也为新型高温结构材料的发展开创了新局面。氮化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性，氮化硅陶瓷高温烧结时基本不收缩，而铂电极浆料收缩严重，这造成电极浆料在氮化硅基片上印刷烧结后极易出现电极起泡、翘曲，电极与氮化硅基片附着力很低，电极易脱落等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铂电极浆料及其制备方法和应用，具体技术方案如下：一种铂电极浆料，以重量百分数计，包括：15～20％纳米铂粉、5～10％片状铂粉、50～60％热处理后的超细铂粉和10～30％有机粘结剂。其中，铂电极浆料中各组分含量百分数之和等于100％。本专利技术所述纳米铂粉为平均粒径为0.08μm，松装密度为0.6～0.9g/cm3，振实密度为0.9～1.2g/cm3的球形纳米铂粉；所述片状铂粉的粒度分布为0.8-8μm，平均粒径为1.0-1.5μm，比表面积为15-25m2/g，振实密度为5.0-6.0g/cm3，径厚比为20:1-50:1；所述热处理后的超细铂粉为耐1200-1600℃烧结的球形铂粉，粒度分布为0.3-2.4μm，平均粒径为0.8μm，比表面积为15-35m2/g，松装密度为1.4-2.6g/cm3，振实密度为2.4-4.0g/cm3。所述有机粘结剂包括5～20％有机树脂、80～95％有机溶剂。所述有机树脂为乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、松香、硝酸纤维素中的一种或几种；所述有机溶剂为松节油、松油醇、蓖麻油、乙酸薄荷酯、环己酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。本专利技术所述铂电极浆料应用于氮化硅基片上。所述铂电极浆料的制备方法为，将纳米铂粉、片状铂粉、热处理后的超细铂粉和有机粘结剂组成的混合物研磨得到铂电极浆料。具体地，将纳米铂粉、片状铂粉、热处理后的超细铂粉和有机粘结剂组成的混合物放入含有玛瑙珠的玛瑙研磨罐内，浆料混合物与玛瑙珠的质量比1/3～1/2，球磨机的转速为100～150转/分钟，研磨时间为3～6小时，分离玛瑙珠制备得到铂电极浆料。所述有机粘结剂通过将有机树脂与有机溶剂的混合物加热至80～100℃，直至有机树脂溶解后过滤除杂得到。更进一步地，将有机树脂与有机溶剂混合，搅拌均匀后，将所得混合物加热至80～100℃，直至有机树脂溶解后，在500～800目的滤网上过滤除杂，制得有机粘结剂。本专利技术所述纳米铂粉利用湿法冶金制备。本专利技术所述片状铂粉的制备方法按照专利CN104722751A记载的方法制备，具体为：以平均粒径为0.6-0.8μm、振实密度为1.0-1.5g/cm3的超细铂粉为原料，在520转/分钟下研磨3-8小时，经过滤、洗涤、60℃烘干得到；所述研磨以直径2-5mm金属小球为研磨介质，以体积比为20-50％的丙酮水溶液、乙醇水溶液或异丙醇水溶液为介质溶液；本专利技术所述热处理后的超细铂粉按照CN105251991A记载的方法制备，具体为：超细铂粉与阻隔剂混合并研磨后，在600～1100℃下热处理1～4h，然后利用盐酸水溶液浸泡热处理后混合粉末，过滤、洗涤、干燥后制得；所述阻隔剂为氯化钾、氯化钠、碳酸钠、碳酸钾和碳酸钙中的一种或几种。本专利技术所述铂电极浆料或本专利技术所述制备方法制备的铂电极浆料的细度<10μm，粘度100～150Pa.s。本专利技术所述铂电极浆料或本专利技术所述制备方法制备的铂电极浆料的应用为，所述铂电极浆料应用在氮化硅基片上制备铂电极。进一步地，所述铂电极浆料经1300～1600℃烧结于氮化硅(Si3N4)基片上，得到铂电极；所述铂电极浆料在氮化硅基片上高温烧结不起泡、不翘曲、电极不宜脱落，与氮化硅基片附着力大于20N/mm2，铂电极的方阻值小于25mΩ/□(mΩ/□为电子行业专业称呼，“□”意为“方”，面积为2×2mm2)，在600℃-1000℃条件下使用1万小时，电极方阻值变化小于3％；导电性好、电信号传输能力高。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术选用不同类型的铂粉，制备得到的铂电极浆料高温烧结于氮化硅基片上，该电极对基片的附着力大于20N/mm2，可以避免普通铂电极高温烧结在氮化硅基片上易脱落的缺点，增加电极的使用寿命。(2)本专利技术制备的铂电极浆料高温烧结于氮化硅基片上，得到的铂电极可在600℃-1000℃的高温条件下使用，电极的阻值稳定，电极不易变形。(3)本专利技术中有机粘结剂加入乙酸薄荷酯，遮掩松油醇的刺激性气味，在洁净间环境内使用该浆料，有效降低该浆料难闻的味道，浆料的味道更易接受。附图说明附图1为实施例1所得铂电极浆料在氮化硅基片上1500℃烧结1小时后的金相显微镜形貌。附图2为对比例铂电极浆料在氮化硅基片上1500℃烧结1小时后的金相显微镜形貌。具体实施方式本专利技术提供了一种铂电极浆料及其制备方法和应用，下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。本专利技术提供的铂电极浆料具体按照下述步骤制备：(1)配制有机粘结剂将5～20％有机树脂、80～95％有机溶剂均匀混合，加热至80～100℃，直至有机树脂溶解后，在500～800目的滤网上过滤除杂，制得有机粘结剂。(2)制备纳米铂粉利用湿法冶金制备平均粒径为0.08μm，松装密度为0.6～0.9g/cm3，振实密度为0.9～1.2g/cm3的球形纳米铂粉。(3)制备片状铂粉按照专利CN104722751A中记载的方法制备片状铂粉：(a)加入超细铂粉：在研磨罐中加入超细铂粉和金属小球磨料。超细铂粉的平均粒径为0.6-0.8μm，振实密度为1.0-1.5g/cm3；超细铂粉的质量为金属小球磨料的1/5-1/3，金属小球磨料为直径2-5mm的不锈钢球，超细铂粉与金属小球磨料的总体积不超过研磨罐容积的2/3；(b)加入介质溶液：向步骤(a)中加入超细铂粉的研磨罐内加入介质溶液，每1g超细铂粉倒入0.2-5ml的体积比为20％-50％的丙酮水溶液、乙醇水溶液、异丙醇水溶液；(c)片状铂粉的制备：将步骤(b)中研磨罐进行研磨，转速为520转/分钟，研磨3-8小时后停止，用大量无水乙醇冲洗将金属小球磨料和研磨罐冲洗干净，过滤研磨后的浆料，得到固体铂粉。(d)片状铂粉的洗涤与烘干：将步骤(c)中得到的铂粉，用无水乙醇清洗两遍，经60℃烘干，即得片状铂粉成品。所得片状铂粉的物理参数为：粒度分布为0.8-8μm，平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铂电极浆料，其特征在于，以重量百分数计，包括：15～20％纳米铂粉、5～10％片状铂粉、50～60％热处理后的超细铂粉和10～30％有机粘结剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种铂电极浆料，其特征在于，以重量百分数计，包括：15～20％纳米铂粉、5～10％片状铂粉、50～60％热处理后的超细铂粉和10～30％有机粘结剂。


2.根据权利要求1所述的铂电极浆料，其特征在于，所述纳米铂粉为平均粒径为0.08μm，松装密度为0.6～0.9g/cm3，振实密度为0.9～1.2g/cm3的球形纳米铂粉；
所述片状铂粉的粒度分布为0.8-8μm，平均粒径为1.0-1.5μm，比表面积为15-25m2/g，振实密度为5.0-6.0g/cm3，径厚比为20:1-50:1；
所述热处理后的超细铂粉为耐1200-1600℃烧结的球形铂粉，粒度分布为0.3-2.4μm，平均粒径为0.8μm，比表面积为15-35m2/g，松装密度为1.4-2.6g/cm3，振实密度为2.4-4.0g/cm3。


3.根据权利要求1所述的铂电极浆料，其特征在于，以重量百分数计，所述有机粘结剂包括5～20％有机树脂、80～95％有机溶剂。


4.根据权利要求3所述的铂电极浆料，其特征在于，所述有机树脂为乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、松香、硝酸纤维素中的一种或几种；所述有机溶剂为松节油、松油醇、蓖麻油、乙酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：关俊卿，贺昕，李治宇，马贤杰，王鹏，罗瑶，侯志超，陈斐，郑成义，吴松，
申请(专利权)人：有研亿金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11