銀粉是電氣和電子工業(yè)的重要材料,是該行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的貴金屬粉末。但重要?dú)w重要,由于銀粉的制作成本很高,因此為了降低銀的用量,目前研究領(lǐng)域更側(cè)重于可以替代銀粉的包銀復(fù)合粉體的制備和應(yīng)用。比如說銀包覆陶瓷粉體,就是最常用的銀粉“替身”之一。
銀粉
包銀復(fù)合粉體的制備有好幾種方法,如球磨、浸漬、沉積、sol-gel法、化學(xué)鍍法等,其中化學(xué)鍍法具有相對(duì)更突出的優(yōu)勢(shì),如制備出的復(fù)合粉體分散均勻并且細(xì)小,能夠改善材料間界面的浸潤性,而且易于控制金屬相的含量等。因?yàn)橄旅鎸⑨槍?duì)該工藝展開敘述。
化學(xué)鍍銀的原理
與電鍍相比,化學(xué)鍍不需要外加電源,它是利用溶液中的還原劑將金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面上形成鍍層,目前已在塑料、陶瓷等多種非金屬材料上得到應(yīng)用。另外,由于銀的標(biāo)準(zhǔn)電位是+0.7991V,所以銀離子極易被還原劑還原,化學(xué)鍍銀的反應(yīng)速度相當(dāng)?shù)乜臁?/span>
但在用于陶瓷等粉體時(shí)需要進(jìn)行特殊的預(yù)處理,讓粉體就具有催化活性的表面,可以使化學(xué)鍍能在這些粉體上發(fā)生。該過程主要包括以下三個(gè)過程。
①粗化:目的在于使粉體表面形成無數(shù)的微孔、凹槽,使得表面從憎水面變?yōu)橛H水體,具有一定的吸收能力。
②敏化:將粗化后的粉體浸入敏化液如SnCl2中,使其表面吸附一層二價(jià)錫化合物,通過水解反應(yīng):
反應(yīng)生成的Sn(OH)Cl和Sn(OH)2結(jié)合生成微溶于水的凝膠狀物Sn(OH)3Cl粘附在粉體表面。
③活化:將敏化處理后的粉體浸入到活化液(如氯化鈀)中,鈀例子被吸附在粉體表面的錫例子還原為金屬鈀。如此陶瓷粉體具有了催化活性,可以直接施鍍,這些金屬鈀微粒將成為化學(xué)鍍時(shí)的催化形核中心。
包銀復(fù)合粉體的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前利用化學(xué)鍍的方法,已經(jīng)在金剛石粉體、碳化硅粉體、氧化鋯粉體、氧化鋁粉體等表面得到了均勻的金屬鍍層。
通過粉體的表面化學(xué)包覆銀,可以使材料具有較好的紅外隱身性能和具有寬波段隱身性能。采用改進(jìn)后的化學(xué)鍍液,在一定的工藝條件下進(jìn)行空心玻璃微珠的表面包覆研究,可研制出具有低的紅外發(fā)射率和高的雷達(dá)吸波性能的超細(xì)粉體。
舉個(gè)例子,美國SDS公司生產(chǎn)的銀包覆空心陶瓷磁性顆粒,外觀為亮灰色到亮褐色,顆粒大小為5~75微米,銀厚度為50nm,主要作為吸波材料使用。它與傳統(tǒng)的實(shí)心銀顆粒相比,能更好地衰減無線電頻率,而且它的比重很低,因此在飛機(jī)隱身涂料方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
飛機(jī)隱身涂料
另外還有文獻(xiàn)報(bào)道,在亞微米級(jí)的陶瓷粉體上鍍覆貴金屬,能獲得特殊的光學(xué)性能,尤其是當(dāng)鍍覆顆粒在基體表面的不連續(xù)分布形成膜層結(jié)構(gòu)時(shí),在紫外吸收光譜中會(huì)發(fā)生明顯的吸收峰的偏移。在電氣材料方面,Chang等采用福爾馬林作還原劑,還原AgNO3溶液,制得Ag-SnO2復(fù)合材料,其電學(xué)性能也要優(yōu)于采用其他方法得到的同類材料。
粉體圈 小榆整理
作者:粉體圈
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