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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料,具体涉及一种制备高均质银包铜复合粉体材料的方法。
技术介绍
1、随着电子制造、能源材料等行业对高性能粉体材料需求不断增长,单一金属粉体已难以满足要求。银包铜粉作为一种重要的电子浆料材料,因其具有铜的物理化学性质和银的优良金属特性,如高导电性、抗氧化性和热稳定性,在光伏行业尤其是异质结太阳能电池(hjt)中具有潜在的应用价值。
2、银包铜粉的研究和应用面临着制备工艺优化、性能平衡、包覆层质量控制以及成本控制等多方面的挑战。例如:①抗氧化性和导电性的平衡问题:银包铜粉的抗氧化性和导电性是两个重要的性能指标。一方面,银的加入可以显著提高铜粉的抗氧化性,延长氧化温度;另一方面,银的高导电性可以改善铜粉的导电性能。然而,如何在提高抗氧化性的同时保持良好的导电性能,仍然是一个挑战;②包覆层的均匀性和致密性问题:银包铜粉的包覆层需要具有良好的均匀性和致密性,以确保其在电子浆料中的应用效果。但是,目前的研究表明,即使采用先进的制备方法,也难以完全避免包覆层的不均匀或疏松现象。此外在高温环境下,银可能会从铜粉表面脱离,导致铜颗粒暴露在空气中并迅速氧化为氧化铜,从而增加电阻并可能造成电池片部分区域失效;③成本控制问题:尽管银包铜粉相比贵金属粉体具有极高的价格优势,但在实际应用中,成本仍然是一个重要的考虑因素。如何进一步降低生产成本,同时保证产品质量,是当前研究的一个重要方向;④粒径控制和表面形貌调控问题:开发粒径适中且均一性好的银包铜粉,以及制备表面平滑的银包铜粉,以降低比表面积,提高振实密度,保证浆料填充量,是
3、虽然目前已有多种制备银包铜粉的方法,包括复合化学镀方法、置换-还原法、化学转化膜技术结合化学镀银、葡萄糖预还原法-直接置换法以及纳米银-铜包覆粉的制备等。但每种方法都有其局限性,比如对设备和操作条件要求较高,以及成本问题;或者可能是需要精确控制反应条件,且在某些情况下可能会遇到银迁移的问题;或者过程较为复杂,且对环境和人体健康可能有一定的影响;或者可能是对原料的选择和比例控制有较高的要求,等等。目前亟需开发一种新型的粉体复合材料制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,首先将铜粉和含银离子的溶液混合形成悬浮液,再利用喷雾热解设备对分散液进行雾化、干燥、热解和烧结一步处理,在喷雾热解过程中,溶液中的银离子在铜粉表面原位还原形成致密的银涂层,从而制得银包铜复合粉体。
2、本专利技术技术方案如下:
3、一种制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,具体步骤如下:
4、(1)将铜粉和含银离子的溶液搅拌混匀,得到铜银混合悬浮液;
5、(2)采用雾化技术将铜银混合悬浮液雾化后通入到喷雾热解炉中,喷雾热解炉中设置干燥区和反应区,反应后使用液相和布袋收集反应粉末,即为银包铜粉。
6、所述铜粉可以是雾化铜粉,也可以是电解铜粉,铜粉的粒度小于50微米。
7、所述含银离子的溶液包括硝酸银(agno3)、氟化银(agf)和高氯酸银(agclo4)等水溶性盐,或者银氨ag(nh3)2oh,也可以是银的络合物如[ag(nh2oh)2]-、[ag(nh3)2]-、[ag(s2o3)2]3-、[ag(scn)2]-等。
8、所述铜银混合悬浮液中银占银和铜总质量的1-50%。
9、所述雾化方式包括离心雾化、压力式雾化和双流体雾化。
10、所述干燥区温度为100-260℃,反应区温度为450-480℃;雾化液滴在反应区的停留时间不低于1秒。
11、所述液相为含质量分数1-2%的分散剂和质量分数10-30%的还原剂的混合水溶液,分散剂包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠等中的一个或多个,还原剂包括葡萄糖、抗坏血酸、柠檬酸和水合肼等中的一个和多个;所述布袋前用含质量分数0.5-2%的分散剂和质量分数10-30%的还原剂的混合水溶液作为液相浸湿,分散剂与还原剂与上述相同。
12、本专利技术的有益效果:
13、本专利技术工艺方法操作简单,不需要调控ph值等参数、步骤少(一步完整所有步骤)、能耗低(达到银盐的分解温度即可);本专利技术通过调节铜粉粒径、银浓度等参数,可精确控制银包层厚度,产品粉体保持良好的流动性,银层包覆均匀致密,从而兼具优异的导电、导热和耐腐蚀性能。
14、本专利技术喷雾热解工艺将铜和银的复合过程简化为一步反应,银离子在干燥过程中原位分解还原,形成均匀致密的银涂层。
15、本专利技术工艺绿色环保,无需其他复杂包覆或固化步骤,产品银包铜粉性能优异,适合多领域应用。
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1.一种制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,具体步骤如下:
2.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述铜粉为雾化铜粉或电解铜粉,铜粉的粒度小于50微米。
3.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述含银离子的溶液包括含硝酸银、氟化银、高氯酸银、银氨、银的络合物中的一种或多种的水溶液。
4.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述铜银混合悬浮液中银占银和铜总质量的1-50%。
5.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述雾化技术包括离心雾化、压力式雾化或双流体雾化。
6.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述干燥区温度为100-260℃,反应区温度为450-480℃;雾化液滴在反应区的停留时间不低于1秒。
7.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述液相为含质量分数1-2%的分散剂和质量分数10-30%的还原剂的混合水
...【技术特征摘要】
1.一种制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,具体步骤如下:
2.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述铜粉为雾化铜粉或电解铜粉,铜粉的粒度小于50微米。
3.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述含银离子的溶液包括含硝酸银、氟化银、高氯酸银、银氨、银的络合物中的一种或多种的水溶液。
4.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述铜银混合悬浮液中银占银和铜总质量的1-50%。
5.根据权利要求1所述制备高均质银包铜复合粉体材料的方法,其特征在于,所述雾化技...
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