China Powder Network News "Luoshan-jadebæltet er det mest romantiske, og sølvristen er indsat skråt for at vikle hovedet langsomt." Sølv dukker normalt op i alles syn i form af smykker. Men i industrien kan sølvpulver bruges i elektrisk og elektronisk udstyr, lodning, katalysator, medicin og sundhed, emballage, trækonservering, vandrensning, solcelle sølvpasta og andre områder. Især i elektronikindustrien er sølvpulver det mest udbredte ædelmetalpulver, hovedsagelig brugt i elektronisk pasta.
Billedkilde: Xi'an Hongxing Electronic Paste
Elektronisk pasta er en slags viskøs pasta fremstillet af ledende fasepulver, bindemiddel, opløsningsmiddel og hjælpemiddel i en vis andel. Det er et elektronisk funktionelt materiale, der integrerer materiale, metallurgi, kemisk industri og elektronisk teknologi. På grund af dets gode elektriske ledningsevne spiller sølvpulver en central rolle som en ledende fase i elektronisk pasta, og dets morfologi, struktur og partikelstørrelseskarakteristika vil påvirke pastaens ydeevne. Derfor er præparationsteknologien af sølvpulver særlig vigtig.
Sølvpulver klassificering
Sølvpulver er hovedsageligt opdelt i flagesølvpulver, sfærisk sølvpulver og dendritisk sølvpulver. SEM-billederne er som følger:
Fra top til bund er SEM-billederne af flagesølvpulver, sfærisk sølvpulver og dendritisk sølvpulver
◆ Det sfæriske sølvpulver har høj sfæriskhed, og sølvpastaen, der er fremstillet af det sfæriske sølvpulver, har god fluiditet og kan passere gennem de fine gitterlinjer i den positive elektrodebrønd. Egenskaberne ved sfærisk sølvpulver kan imødekomme efterspørgslen efter frontsølvpasta til sølvpulver. Undersøgelsen viste, at forskellige produktionsmetoder for sfærisk sølvpulver og overfladebehandling kan påvirke ydeevnen af sølvpasta. For bedre at imødekomme behovene for frontsølvpasta udvikler sfærisk sølvpulver sig i øjeblikket mod en høj grad af sfæroidisering og kontrollerbar glathed.
◆ Flakesølvpulver fremstilles hovedsageligt ved forarbejdning af sfærisk sølvpulver. På grund af sin unikke todimensionelle struktur er kontaktområdet for denne type sølvpulver i sølvpastaen større end sølvpulverets med andre morfologier, og den opnåede sølvpasta har lavere modstand og bedre elektrisk ledningsevne. Samtidig har flagesølvpulveret en flagestruktur i sølvpastaen, som kan forbedre kompaktheden af sintringen af sølvpastaen. Samtidig er overfladen af flagesølvpulveret større end andre sølvpulvere, hvilket betyder, at sølvpastaen lavet af samme kvalitets flagesølvpulver har et større belægningsareal, så det kan reducere sølvindholdet i sølvpasta og belægningstykkelsen på samme tid. opretholder god elektrisk ledningsevne. Som råmaterialet til bagsølvpasta kan flagesølvpulver holde lav resistivitet og samtidig reducere omkostningerne ved sølvpasta. Men på grund af den dårlige flydeevne af den fremstillede sølvpasta kan den ikke bruges til positive sølvelektroder med ekstremt tynde gitterlinjer.
◆Dendritsølvpulver dannes ved spontan aggregering af sølvpulverpartikler til en højordnet dendritisk struktur. Nogle forskere har undersøgt anvendelsen af dendritisk sølvpulver i sølvpasta og fundet ud af, at dendritisk sølvpulver ikke er egnet til ledende sølvpasta. Ifølge forskning er den tykke film, der dannes ved sintring af sølvpastaen fremstillet af dendritisk sølvpulver, for løs og har dårlig elektrisk ledningsevne. Dette skyldes, at overfladeenergien af det dendritiske sølvpulver er for stor, og det er let at agglomerere, hvilket fører til, at sølvpastaen fremstillet af det dendritiske sølvpulver ikke kan passere gennem skærmen under udskrivning, og sølvpastaen krymper. alvorligt under sintringen. Ydeevnen er også meget dårlig, og dendritisk sølvpulver bruges generelt ikke i solcellernes sølvpasta.
Sølvpulver til elektronisk sølvpasta
På nuværende tidspunkt er sølvpulveret, der bruges i elektronisk pasta, for det meste ultrafint sølvpulver, og dets morfologi er generelt sfærisk sølvpulver og flagesølvpulver. Hvis partikelstørrelsen af sølvpulveret er for stor eller for lille, vil sølvpastaens egenskaber og ledningsevne blive påvirket, så det er nødvendigt at kontrollere partikelstørrelsen af sølvpulveret inden for et passende område. For at opnå en bedre effekt kan en enkelt partikelstørrelse af sølvpulver ikke anvendes til fremstilling af sølvpulver, og sølvpartikler med stor partikelstørrelse og lille partikelstørrelse skal fyldes med hinanden for at sikre tilstrækkeligt kontaktareal. Ved formulering af sølvpasta anvendes generelt blandet sølvpulver med en partikelstørrelse fra 0.2 til 4 μm for at sikre, at små sølvpartikler kan udfylde hullerne mellem store partikler af sølvpulver, så de dannede sølvpasta har bedre kompakthed.
Forberedelsesteknologi af sølvpulver til elektronisk sølvpasta
Ifølge essensen af formalingsprocessen kan fremstillingsmetoderne til sølvpulver groft opdeles i fysiske metoder og kemiske metoder.
1 Fysik
Den fysiske metode giver kun fysiske ændringer af sølvpulveret, og den sporkemiske reaktion er forårsaget af lokal oxidation. Den fysiske metode overvinder metalbindingskraften mellem sølvkrystallerne og van der Waals-kraften mellem partiklerne, indfører ikke andre urenheder og deler sølvkrystallen i fine partikler uendeligt ved hjælp af energien fra den ydre kraft. Ved fremstilling af ultrafint sølvpulver omfatter de almindeligt anvendte fysiske metoder laserablation, forstøvning og højenergikuglefræsning.
1.1 Laser ablationsmetode
En pulseret laser bruges til at fjerne et metallisk sølvmål for at opnå partikler i nanoskala spredt i en væske. Laserablationsteknologien er enkel og hurtig, de præparerede partikler er rene, og stabiliteten og kontrollerbarheden er høj. Figur 1 er et skematisk diagram af en nanosekund laserablationsanordning. En lasergenerator bruges til at ramme en kontinuerlig fokuseret laser på en ren sølvplade. Den rene sølvplade placeres i et flydende miljø indeholdende et dispergeringsmiddel, og laseren bombarderer målet. Nanopartiklerne sputteres ud af materialet og spredes til sidst ensartet i det flydende miljø.
Figur 1 Skematisk diagram af en nanosekund laserablation
1.2 Højenergi kuglefræsning
Højenergikuglefræsning er en mekanisk pulveriseringsmetode. Små stykker materiale eller forbehandlet groft pulver knuses, knuses og males af en kuglemølle for at opnå finere metalpulver eller legeringspulver, som er hovedmetoden til fremstilling af flagesølvpulver. Når kuglemøllen roterer under påvirkning af centrifugalkraft, falder kuglen naturligt under tyngdekraften, når cylinderen stiger til det højeste punkt, og materialet knuses af friktionen mellem kuglen og kuglen og påvirkningen af den faldende kugle .
1.3 Forstøvningsmetode
Forstøvningsmetoden er at knuse den smeltede metalvæske i forstøvningsanordningen gennem højtryksluftstrømmen, og den knuste metalvæske sprøjter ind i utallige små sfæriske partikler, og til sidst opsamles pulveret af kølemediet. Metalpulveret opnået ved den almindelige forstøvningsmetode er relativt groft, generelt 0.5~1 mm. For at opnå finere ultrafint pulver strømmer det smeltede metal fra væskebeholderen ind i slisken, hvorefter væsken sendes til det strømmende transportbånd fra slisken. , bliver strømningsvæsken knust og falder ned i kølemediet. Forstøvningsmetoderne omfatter gasforstøvning, vandforstøvning, centrifugalforstøvning og vakuumforstøvning.
2 Kemisk metode
Agglomerering af pulver er det største problem, der skal løses i formalingsprocessen. Det superfine pulver har et stort overfladeareal og vil spontant agglomerere for at reducere overfladearealet og opnå en stabil tilstand. Omkostningerne ved at fremstille metalpulvere ved fysiske metoder er relativt høje. Kugleformalingsmetoden er let at introducere nye urenheder, og kuglefræsningens partikelstørrelse er begrænset. Laserablationsmetoden kan ikke bruges til produktion i stor skala, og processen er kompliceret og omkostningsfuld. Forstøvningsmetoden bruges til masseproduktion af groft pulver. Ikke egnet til fine pulvere. Sølvpulver til elektronisk pasta har strenge ydeevnekrav, der kræver regelmæssig morfologi, lille partikelstørrelse, ensartet partikelstørrelsesfordeling, høj dispergerbarhed og høj tapdensitet.
Der er mange kontrollerbare faktorer i den kemiske metode, og sølvpulver med forskellige egenskaber kan fremstilles ved at kontrollere reaktionsbetingelserne. Nukleation og nucleation vækst er påkrævet i faseovergangsprocessen. I øjeblikket er der forskellige metoder og teorier til at kontrollere nukleations- og vækstprocesserne i faseovergangen. De vigtigste kemiske metoder til fremstilling af ultrafint sølvpulver er: væskefasereduktionsmetode, væskefaseudfældningskonverteringsmetode og mikroemulsionsmetode. sølv pulver.
2.1 Væskefasereduktionsmetode
Metoden er, at der tilsættes et reduktionsmiddel til sølvsaltopløsningen, og sølvionerne reduceres til sølvelement ved at kontrollere betingelserne for reduktionsreaktionen. Sølvsaltet er fuldstændigt opløst i væsken til dannelse af en homogen væskefase, og reduktionsmidlet kan vælges blandt uorganiske eller organiske reduktionsmidler. For at fremstille ultrafint sølvpulver tilsættes et bestemt dispergeringsmiddel eller beskyttelsesmiddel ofte til reduktionssystemet for at reducere agglomereringen af sølvpartikler. Den kemiske reduktionsmetode i flydende fase bruger sølvnitratopløsning eller sølvammoniakopløsning som oxidantprækursoren og reducerer sølvpartiklerne ved at kontrollere reaktionsprocessens temperatur og pH. Efter reduktionen blev det opnåede sølvpulver filtreret, vasket og tørret til opnåelse af sølvpulver.
2.2 Mikroemulsionsmetode
Mikroemulsion er dannet af to ikke-blandbare væsker og er et termodynamisk stabilt, isotropt, transparent eller gennemskinnelig dispersionssystem, en eller to mikroskopisk stabiliseret af en overfladeaktivt stof-grænsefladefilm. Flydende dråber. Disse stabile dråber udgør en lillebitte reaktor med en diameter på mellem snesevis af nanometer. Når reduktionsmiddelopløsningen og sølvnitratopløsningen blandes i disse bittesmå reaktorer på samme tid, kan nano-sølvpulveret spontant reduceres, og mikrodråbefilmen er omgivet af det overfladeaktive middel, så de dannede nano-sølvkerner vil ikke diffundere udad og agglomerere. Mikroemulsionsmetoden er en speciel metode i væskefasereduktionsmetoden. Begge er reaktioner, der forekommer i et rent væskefasesystem, men mikroemulsionsmetoden er en kombination af to ublandbare opløsningsmidler. Det fremstillede sølvpulver er som følger. Nano-skala, partikelstørrelsen er mere fin og ensartet.
2.3 Væskefaseudfældningskonverteringsmetode
I metoden omdannes sølvnitrat til sølvpræcipitater såsom sølvchlorid, sølvcarbonat, sølvacetat og sølvoxid, og bundfaldet reduceres i et væskefasemiljø ved at tilsætte et reduktionsmiddel for at opnå sølvpulver. Sølvpulver kan også nedbrydes direkte ved termisk nedbrydningsmetode. For eksempel begynder sølvchlorid at nedbrydes ved 200 grader, og nedbrydningen er den mest voldsomme ved 400 grader. Efter mere end 500 grader er der stort set ingen sølvklorid tilbage, og temperaturen stiger for at forårsage fordampning. For at forhindre fordampning ved høj temperatur kan der tilsættes smeltemiddel natriumcarbonat.
Sammenlignet med den rene væskefasereduktionsmetode kan væskefaseudfældningskonverteringsmetoden reducere reduktionselektrodepotentialet for sølv, så de fleste reduktionsmidler kan reducere sølvpulver. Udfældningsfasen som moderfasen giver nukleationsstedet og nukleationsenergien, og det er lettere at udfælde sølvpulver. Præcipitationstransformationsmetoden kan tilføje et beskyttende middel under fremstillingen af præcipitationen og nøje kontrollere partikelstørrelsen og morfologien af præcipitationen. Sølvioners og andre anioners bindingsevne er meget stærk, og det dannede bundfald agglomererer til flokke, som vil spredes ved reduktion af sølvpulver.
Resumé
Hidtil har sølvpulver opnået mange resultater i forskningen af ledende sølvpasta, men der er stadig mange problemer, der skal udforskes. Derudover har sølvpulveret fremstillet ved forskellige procesmetoder sine egne fordele og ulemper, så forskere skal være opmærksomme på procesoptimeringen af sølvpulver for at forberede sølvpulver med bedre ydeevne for at imødekomme den stigende efterspørgsel efter elektronisk sølvpasta .
Referencekilde:
[1] Liu Zhongqi, Liu Chunsong, et al. Gennemgang af fremstillingsprocessen af sølvpulver til elektronisk pasta. 2014.
【2】Dong Ge, et al. Effekt af sølvpulveregenskaber på solcellepasta. Funktionelle materialer. 2021.
【3】 Su Shaojing. Fremstilling af sølvpulver til elektronisk pasta ved kemisk reduktionsmetode og forskning i dets egenskaber. 2018.
(Redigeret af China Powder Network/Xingyao)
Bemærk: Billederne er ikke til kommerciel brug, informer venligst og slet hvis der er nogen krænkelse!