片狀和球狀混合銀粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池及微電子元件應(yīng)用的粉體材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種片狀和球狀混合銀粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的更新速度變得更快，電子產(chǎn)品迅猛地朝著輕、小、薄、多功能和低成本的方向發(fā)展，這對(duì)其所用的導(dǎo)體漿料的發(fā)展提出了新的要求，特別是其所用的銀漿，不僅要能最大程度地發(fā)揮出銀的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的優(yōu)勢(shì)，還要使制備工藝更簡(jiǎn)化、可靠性更高、成本更低。
[0003]目前電子產(chǎn)品中常用的銀漿中所需的銀粉，根據(jù)形貌分類，主要有球狀銀粉和片狀銀粉。相對(duì)于球狀銀粉，片狀銀粉的比表面積大，具有更加優(yōu)良的導(dǎo)電性能。因?yàn)槊娼佑|面積比點(diǎn)接觸面積大，片狀銀粉電阻值相對(duì)較低，導(dǎo)電性能好，而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
[0004]目前，片狀銀粉的制備方法主要有機(jī)械球磨法、直接化學(xué)沉積法、銀鹽分解法、點(diǎn)解法、電化學(xué)沉積法和微乳液法等。其中最主要的是機(jī)械球磨法，其主要是利用還原劑把金屬?gòu)乃鼈兊柠}或配合物水溶液中沉淀出來，再經(jīng)過一定時(shí)間的機(jī)械球磨，使之形成片狀銀粉。
[0005]另外，片狀銀粉作為低溫聚合物漿料、導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電涂料的基本原料廣泛用于電容器、薄膜開關(guān)和太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。然而片狀銀粉易聚集和填充性不強(qiáng)導(dǎo)致在導(dǎo)電油墨、涂料實(shí)驗(yàn)過程中存在易沉降、易分層結(jié)塊和附著力差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種片狀和球狀混合銀粉及其制備方法，增加銀粉中的點(diǎn)面接觸及銀粉間的填充性，提高導(dǎo)電性能和附著力，減少銀粉聚集，降低沉降和結(jié)塊程度。
[0007]本發(fā)明的片狀和球狀混合銀粉的制備方法，包括如下步驟:(1)分別配制質(zhì)量濃度為15-130g/L的抗壞血酸溶液和質(zhì)量濃度為15-80g/L的硝酸銀溶液；(2)向一定體積的所述硝酸銀溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，其中所述濃硫酸的體積是所述硝酸銀溶液體積的0.05-0.4倍；(3)向所述硝酸銀和濃硫酸的混合溶液中加入與所述硝酸銀溶液等體積的所述抗壞血酸溶液并使其充分反應(yīng)；(4)對(duì)反應(yīng)后的溶液進(jìn)行離心處理以使其中的固體和液體分離，所得固體即為所述片狀和球狀混合銀粉。
[0008]所述步驟(2)中，所述濃硫酸的體積是所述硝酸銀溶液體積的0.1-0.3倍。
[0009]所述步驟(I)中，所述抗壞血酸溶液的質(zhì)量濃度是所述硝酸銀溶液的質(zhì)量濃度的
0.8-2 倍。
[0010]所述步驟(I)中，用固體硝酸銀與去離子水配制所述硝酸銀溶液，用固體抗壞血酸和去離子水配制所述抗壞血酸溶液。
[0011]所述步驟(3)中，在20-35°C下加入所述抗壞血酸溶液。
[0012]所述步驟(3)中，在加入所述抗壞血酸溶液時(shí)以及反應(yīng)過程中對(duì)溶液進(jìn)行攪拌。
[0013]所述步驟(3)中，反應(yīng)時(shí)間為3-5分鐘。
[0014]所述步驟(4)中，離心速度為3000-5000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0015]所述步驟(4)中，離心處理后用去離子水洗滌所得固體。
[0016]本發(fā)明還提供一種由上述方法制備的片狀和球狀混合銀粉，其具有立體交聯(lián)的空間結(jié)構(gòu)。
[0017]在所述立體交聯(lián)的空間結(jié)構(gòu)中，球狀銀粉填充在片狀銀粉的空隙中，其中片狀銀粉的片徑為6-20微米，球狀銀粉的粒徑為1.2-2微米。
[0018]本發(fā)明通過一步法制備具有立體交聯(lián)空間結(jié)構(gòu)的片狀和球狀混合銀粉，增加了銀粉中的點(diǎn)面接觸及銀粉間的填充性，提高了導(dǎo)電性能和附著力，減少了銀粉聚集，降低了沉降和結(jié)塊程度，從而有效解決球狀銀粉的導(dǎo)電性不強(qiáng)和片狀銀粉在導(dǎo)電油墨、涂料和太陽(yáng)能電池漿料中存在的易沉降、易分層結(jié)塊和附著力不強(qiáng)等技術(shù)問題。該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、易于量產(chǎn)、具有實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0019]圖1是實(shí)施例1制得的片狀和球狀混合銀粉的SEM圖；
[0020]圖2是實(shí)施例2制得的片狀和球狀混合銀粉的SEM圖；
[0021]圖3是實(shí)施例3制得的片狀和球狀混合銀粉的SEM圖；
[0022]圖4是實(shí)施例4制得的片狀和球狀混合銀粉的SEM圖；
[0023]圖5是實(shí)施例5制得的片狀和球狀混合銀粉的SEM圖；
[0024]圖6是實(shí)施例3制得的片狀和球狀混合銀粉的EDS圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明結(jié)合片狀銀粉和球狀銀粉的各自優(yōu)點(diǎn)，提供一種片狀和球狀混合銀粉的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0026](I)用固體抗壞血酸和去離子水配制質(zhì)量濃度為15_130g/L的抗壞血酸溶液，用固體硝酸銀與去離子水配制質(zhì)量濃度為15-80g/L的硝酸銀溶液，為控制反應(yīng)速度和反應(yīng)程度以及最終制得的銀粉尺寸，還原劑抗壞血酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選是硝酸銀溶液的質(zhì)量濃度的0.8-2倍；
[0027](2)向一定體積的硝酸銀溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸以作為誘導(dǎo)劑，為控制最終制得的混合銀粉中片狀銀粉與球狀銀粉的比例，濃硫酸的體積應(yīng)為硝酸銀溶液體積的0.05-0.4倍，若誘導(dǎo)劑用量過高或過低，會(huì)導(dǎo)致最終制得的銀粉全部為片狀或球狀從而無法得到混合銀粉；
[0028](3)在20_35°C下，邊攪拌邊向硝酸銀和濃硫酸的混合溶液中加入與硝酸銀溶液等體積的抗壞血酸溶液并持續(xù)攪拌以使其充分反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過程約3-5分鐘；
[0029](4)以3000-5000轉(zhuǎn)/分鐘的離心速度對(duì)反應(yīng)后的溶液進(jìn)行離心處理，從而使其中的固體和液體分離，用去離子水洗滌所得固體，即可得到片狀和球狀混合銀粉。
[0030]由圖1-5可以看出，通過上述方法制備得到片狀和球狀混合銀粉，其中球狀銀粉填充在片狀銀粉的空隙中以形成立體交聯(lián)的空間結(jié)構(gòu)，從而增加附著力。此外，由于球狀銀粉比片狀銀粉的尺寸小得多，彼此之間存在明顯的排斥力，故能減少銀粉的聚集程度，從而有效降低沉降和結(jié)塊程度。
[0031]實(shí)施例1
[0032](I)將1.2g固體硝酸銀溶于80ml的去離子水中以制得硝酸銀溶液，將1.2g固體抗壞血酸溶于80ml的去離子水中以制得抗壞血酸溶液；
[0033](2)向所述硝酸銀溶液中加入8ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，得到混合溶液；
[0034](3)在30°C下，邊攪拌邊向硝酸銀和濃硫酸的混合溶液中加入與硝酸銀溶液等體積(80ml)的所述抗壞血酸溶液,反應(yīng)5min ；
[0035](4)停止攪拌，在3000轉(zhuǎn)/分鐘離心速度下離心，分離固體和液體，將所得固體再用去離子水洗滌3次，即得所述片狀和球狀混合銀粉。
[0036]在掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察所述片狀和球狀混合銀粉，如圖1所示，該混合銀粉中大部分為球狀，其中，片狀銀粉的片徑約為10微米，球狀銀粉的粒徑約為1.5微米。
[0037]實(shí)施例2
[0038](I)將2g固體硝酸銀溶于80ml的去離子水中以制得硝酸銀溶液，將1.6g固體抗壞血酸溶于80ml的去離子水中以制得抗壞血酸溶液；
[0039](2)向所述硝酸銀溶液中加入12ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，得到混合溶液；
[0040](3)在20°C下，邊攪拌邊向硝酸銀和濃硫酸的混合溶液中加入與硝酸銀溶液等體積(80ml)的所述抗壞血酸溶液,反應(yīng)3min ；
[0041](4)停止攪拌，在4000轉(zhuǎn)/分鐘離心速度下離心，分離固體和液體，將所得固體再用去離子水洗滌3次，即得所述片狀和球狀混合銀粉。
[0042]在掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察所述片狀和球狀混合銀粉，如圖2所示，該混合銀粉中球狀與片狀的比例比實(shí)施例1中的小，其中，片狀銀粉的片徑約為6微米，球狀銀粉的粒徑約為1.2微米。
[0043]實(shí)施例3
[0044](I)將3.2g固體硝酸銀溶于80ml的去離子水中以制得硝酸銀溶液，將3g固體抗壞血酸溶于80ml的去離子水中以制得抗壞血酸溶液；
[0045](2)向所述硝酸銀溶液中加入16ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，得到混合溶液；
[0046](3)在25°C下，邊攪拌邊向硝酸銀和濃硫酸的混合溶液中加入與硝酸銀溶液等體積(80ml)的所述抗壞血酸溶液,反應(yīng)5min ；
[0047](4)停止攪拌，在5000轉(zhuǎn)/分鐘離心速度下離心，分離固體和液體，將所得固體再用去離子水洗滌3次，即得所述片狀和球狀混合銀粉。
[0048]在掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察所述片狀和球狀混合銀粉，如圖3所示，該混合銀粉中球狀與