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一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-06-01
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-09-01
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-03-26
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-06-01
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201710403789.9 申请日 2017-06-01
公开/公告号 CN107020374B 公开/公告日 2019-03-26
授权日 2019-03-26 预估到期日 2037-06-01
申请年 2017年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 B22F1/02C23C18/38 主分类号 B22F1/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 4
权利要求数量 5 非专利引证数量 1
引用专利数量 4 被引证专利数量 0
非专利引证 1、全文. 张中宝等.Ti_3SiC_2陶瓷颗粒表面超声波化学镀铜《.金属功能材料》.2006,第13卷(第06期),13-17.;
引用专利 CN1419985A、CN101343700A、CN101345143A、CN104946922A 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 西安工程大学 当前专利权人 上海闻朗新材料科技有限公司
发明人 刘毅、苏晓磊、徐洁、王俊勃、贺辛亥、屈银虎 第一发明人 刘毅
地址 陕西省西安市金花南路19号 邮编 710048
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 陕西省 申请人所在市 陕西省西安市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
西安弘理专利事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
杨璐
摘要
本发明公开的一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法:其步骤为:步骤1、对Ti3SiC2粉体依次进行醇洗、粗化、敏化、活化、水洗以及烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;步骤2、利用CuSO4·5H2O、EDTANa2、NaOH及2‑2'‑联吡啶配制出铜镀液;步骤3、利用经步骤2配制出的铜镀液对经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体进行镀覆处理;步骤4、经步骤3后,对镀覆处理后剩余的物质进行过滤,对滤掉液体后剩余的部分进行烘干处理,得到Ti3SiC2/Cu复合导电粉体。利用本发明的制备方法得到的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体具有较低的密度、良好的稳定性以及高导电性。
  • 摘要附图
    一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法
  • 说明书附图:图1
    一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法
  • 说明书附图:图2
    一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-11-09 专利权的转移 登记生效日: 2021.10.27 专利权人由桐乡市倍特科技有限公司变更为上海闻朗新材料科技有限公司 地址由314500 浙江省嘉兴市桐乡市崇福镇杭福路299号5幢4楼1011室变更为200040 上海市静安区共和新路3737号914室
2 2019-03-26 授权
3 2017-09-01 实质审查的生效 IPC(主分类): B22F 1/02 专利申请号: 201710403789.9 申请日: 2017.06.01
4 2017-08-08 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、对Ti3SiC2粉体依次进行醇洗、粗化、敏化、活化、水洗以及烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;具体按照以下步骤实施:
步骤1.1、取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;
步骤1.2、将步骤1.1中的Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为10min~30min;
步骤1.3、将经步骤1.2后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为
30min~60min;
步骤1.4、按体积比为1~4:1将盐酸和SnCl2水溶液混合,形成敏化处理液,将经步骤1.3后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为30min~60min;
步骤1.5、按质量比为1:1:1将PdCl2水溶液、硼酸水溶液及盐酸混合,形成活化液,将经步骤1.4后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为1h~2h;
步骤1.6、先用去离子水对经步骤1.5后得到的Ti3SiC2粉体清洗,再依次经离心、过滤处理,之后进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
步骤2、利用CuSO4·5H2O、EDTANa2、NaOH及2-2'-联吡啶配制出铜镀液,具体按照以下方法实施:
于常温条件下,按如下顺序及配比将各原料混合,配制出铜镀液:
其中,通过添加NaOH将溶液pH调至11~13;
步骤3、利用经步骤2配制出的铜镀液对经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体进行镀覆处理;
步骤4、经步骤3后,对镀覆处理后剩余的物质进行过滤,对滤掉液体后剩余的部分进行烘干处理,得到Ti3SiC2/Cu复合导电粉体。

2.根据权利要求1所述的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,其特征在于,在所述步骤1.2中:乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:1~3混合均匀后得到的;
在所述步骤1.3中:氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:1~4混合均匀后得到的;
在所述步骤1.4中:SnCl2水溶液的浓度为10g/L~20g/L,盐酸的浓度为100ml/L~
200ml/L;
在所述步骤1.5中:PdCl2水溶液的浓度为0.1g/L~0.2g/L,硼酸水溶液的浓度为10g/L~20g/L,盐酸的浓度为100ml/L~200ml/L。

3.根据权利要求1所述的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,其特征在于,在所述步骤1.6中:清洗次数为2次~4次,烘干处理的温度控制为80℃~100℃。

4.根据权利要求1所述的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1、将经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体添加到经步骤2配制出的铜镀液中,形成混合物料;
其中,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为1~4:1;
步骤3.2、将经步骤3.1得到的混合物料置于温度为50℃~80℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个反应体系的pH值在11以上,直至整个反应体系中蓝色消退,镀覆结束。

5.根据权利要求1所述的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,其特征在于,在所述步骤4中:烘干处理采用的是真空干燥箱,温度控制为80℃~120℃。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于导电材料或电子浆料制备方法技术领域,具体涉及一种 Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法。

背景技术

[0002] 随着电子技术的发展,越来越多的电子器件朝着柔性化的方向发展,如:智能服装、机器人皮肤、可卷曲的电子书、应变传感器、可拉伸的太阳能电池等。目前,已经广泛应用的导电膜多是在玻璃陶瓷等硬质衬底材料上制备的,硬质衬底材料存在质脆、易碎及不易变形等缺点,在很大程度上限制了其应用,已无法满足新一代电子设备的需求,因此新型的柔性导电材料亟需开发。
[0003] 导电填料对材料的导电性能起到决定性的作用。从现有文献的报道来看,柔性导电材料主要以金属纳米线、石墨烯、CNTs等为导电填料,但是由于高昂的成本,复杂的工艺,或不能进行批量生产等因素的限制,离实际应用仍有一定的差距。因此,开发性能良好、低成本、能量产的导电填料变得十分重要。
[0004] Ti3SiC2新型三元层状化合物是目前研究最广泛的,最具代表性的 Mn+1AXn相物质(其中M为过渡金属,A为Ⅲ或Ⅳ主族元素,X为C或N)。 Ti3SiC2材料是典型的导电陶瓷,不仅具有高强度、高硬度、良好的热稳定性、抗氧化、耐腐蚀等陶瓷特性,同时也具有金属良好的导热、导电和易加工特性,具有广泛的应用前景。将Ti3SiC2与传统的导电材料复合后制成导电填料,一方面能降低材料的密度,同时也能仍然保持优良的导电性能。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,制备出的复合导电粉体具有较低的密度、良好的稳定性以及高导电性。
[0006] 本发明所采用的技术方案是,一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,具体按照以下步骤实施:
[0007] 步骤1、对Ti3SiC2粉体依次进行醇洗、粗化、敏化、活化、水洗以及烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
[0008] 步骤2、利用CuSO4·5H2O、EDTANa2、NaOH及2-2'-联吡啶配制出铜镀液;
[0009] 步骤3、利用经步骤2配制出的铜镀液对经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体进行镀覆处理;
[0010] 步骤4、经步骤3后,对镀覆处理后剩余的物质进行过滤,对滤掉液体后剩余的部分进行烘干处理,得到Ti3SiC2/Cu复合导电粉体。
[0011] 本发明的特点还在于:
[0012] 步骤1具体按照以下步骤实施:
[0013] 步骤1.1、取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;
[0014] 步骤1.2、将步骤1.1中的Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为10min~30min;
[0015] 步骤1.3、将经步骤1.2后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为30min~60min;
[0016] 步骤1.4、按体积比为1~4:1将盐酸和SnCl2水溶液混合,形成敏化处理液,将经步骤1.3后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为30min~60min;
[0017] 步骤1.5、按质量比为1:1:1将PdCl2水溶液、硼酸水溶液及盐酸混合,形成活化液,将经步骤1.4后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为1h~2h;
[0018] 步骤1.6、先用去离子水对经步骤1.5后得到的Ti3SiC2粉体清洗,再依次经离心、过滤处理,之后进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体。
[0019] 在步骤1.2中:乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:1~3混合均匀后得到的;在步骤1.3中:氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:1~4 混合均匀后得到的;在步骤1.4中:SnCl2水溶液的浓度为10g/L~20g/L,盐酸的浓度为100ml/L~200ml/L;在步骤1.5中:PdCl2水溶液的浓度为 0.1g/L~0.2g/L,硼酸水溶液的浓度为10g/L~20g/L,盐酸的浓度为 100ml/L~200ml/L。
[0020] 在步骤1.6中:清洗次数为2次~4次,烘干处理的温度控制为80℃~100℃。
[0021] 步骤2具体按照以下方法实施:
[0022] 于常温条件下,按如下顺序及配比将各原料混合,配制出铜镀液:
[0023]
[0024]
[0025] 其中,通过添加NaOH将溶液pH调至11~13。
[0026] 步骤3具体按照以下步骤实施:
[0027] 步骤3.1、将经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体添加到经步骤2配制出的铜镀液中,形成混合物料;
[0028] 其中,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为1~4:1;
[0029] 步骤3.2、将经步骤3.1得到的混合物料置于温度为50℃~80℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个反应体系的pH值在11以上,直至整个反应体系中蓝色消退,镀覆结束。
[0030] 在步骤4中:烘干处理采用的是真空干燥箱,温度控制为80℃~120℃。
[0031] 本发明的有益效果在于:
[0032] (1)本发明的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,通过化学镀法制备出Ti3SiC2/Cu导电粉体,期间无需对Ti3SiC2粉体进行完整包覆,可通过渝渗效应形成导电网络,能有效提高材料的导电性能;
[0033] (2)本发明的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,在不降低材料导电性的同时能降低Cu的含量,一方面能降低材料的密度,另一方面可降低材料的成本;
[0034] (3)利用本发明的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法得到的 Ti3SiC2/Cu复合导电粉体具有良好的化学稳定性,能在一定的高温和腐蚀环境下使用;
[0035] (4)本发明的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,工艺流程简单、成本低且能量产。

实施方案

[0038] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0039] 本发明一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,具体按照以下步骤实施:
[0040] 步骤1、对Ti3SiC2粉体依次进行醇洗、粗化、敏化、活化、水洗以及烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体,具体按照以下步骤实施:
[0041] 步骤1.1、取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;
[0042] 步骤1.2、将步骤1.1中的Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为10min~30min;
[0043] 其中,乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:1~3混合均匀后得到的;
[0044] 步骤1.3、将经步骤1.2后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为30min~60min;
[0045] 其中,氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:1~4混合均匀后得到的;
[0046] 步骤1.4、按体积比为1~4:1将盐酸和SnCl2水溶液混合,形成敏化处理液,将经步骤1.3后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为30min~60min;
[0047] 其中,SnCl2水溶液的浓度为10g/L~20g/L,盐酸的浓度为 100ml/L~200ml/L;
[0048] 步骤1.5、按质量比为1:1:1将PdCl2水溶液、硼酸水溶液及盐酸混合,形成活化液,将经步骤1.4后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为1h~2h;
[0049] 其中,PdCl2水溶液的浓度为0.1g/L~0.2g/L,硼酸水溶液的浓度为10g/L ~20g/L,盐酸的浓度为100ml/L~200ml/L;
[0050] 步骤1.6、先用去离子水对经步骤1.5后得到的Ti3SiC2粉体清洗2次~4 次,再依次经离心、过滤处理,之后于80℃~100℃条件下进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体。
[0051] 步骤2、利用CuSO4·5H2O、EDTANa2、NaOH及2-2'-联吡啶配制出铜镀液,具体方法如下:
[0052] 于常温条件下,按如下顺序及配比将各原料混合,配制出铜镀液:
[0053]
[0054] 其中,通过添加NaOH将溶液pH调至11~13。
[0055] 步骤3、利用经步骤2配制出的铜镀液对经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体进行镀覆处理,具体按照以下步骤实施:
[0056] 步骤3.1、将经步骤1得到的预处理Ti3SiC2粉体添加到经步骤2配制出的铜镀液中,形成混合物料;
[0057] 其中,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为1~4:1;
[0058] 步骤3.2、将经步骤3.1得到的混合物料置于温度为50℃~80℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛(HCHO)进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个反应体系的pH值在11以上,直至整个反应体系中蓝色消退,镀覆结束。
[0059] 步骤4、经步骤3后,对镀覆处理后剩余的物质进行过滤,对滤掉液体后剩余的部分进行烘干处理,得到Ti3SiC2/Cu复合导电粉体;
[0060] 其中,烘干处理采用的是真空干燥箱,温度控制为80℃~120℃。
[0061] 将本发明的制备方法制备出的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体与树脂、橡胶等绝缘基体按一定比例进行混合,通过调节Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的含量,能制备出导电性能良好的导电薄膜材料;另外,Ti3SiC2/Cu复合导电粉体也可以作为电子浆料的导电填料使用。
[0062] 图1是Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的XRD图,从图1中可以看出:除了 Ti3SiC2的衍射峰外,还能明显观察到Cu的衍射峰,说明成功制备了 Ti3SiC2/Cu复合导电粉体;
[0063] 图2是Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的SEM图,从图2中可以看出:纳米 Cu颗粒附着在Ti3SiC2粉体表面,但并未完整包覆Ti3SiC2粉体。
[0064] 实施例1
[0065] 取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;将Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:1混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对 Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为10min;将醇洗后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液(氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:1混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为30min;按体积比为1: 4将盐酸(盐酸的浓度为100ml/L)和SnCl2水溶液(SnCl2水溶液的浓度为 10g/L)混合,形成敏化处理液,将粗化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对 Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为60min;按质量比为1:1:1将 PdCl2水溶液(PdCl2水溶液的浓度为0.1g/L)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的浓度为10g/L)及盐酸(盐酸的浓度为100ml/L)混合,形成活化液,将敏化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为2h;用去离子水对活化后得到的Ti3SiC2粉体清洗2次,再依次经离心、过滤处理,之后于80℃条件下进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
[0066] 于常温条件下,按如下顺序及比例将原料混合,配制出铜镀液:
[0067]
[0068] 还要通过添加NaOH将溶液pH调至11;
[0069] 将预处理Ti3SiC2粉体添加到铜镀液中,形成混合物料,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为4:1;将混合物料置于温度为50℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛(HCHO)进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个体系的pH值在11以上,直至整个体系中蓝色消退,镀覆结束;
[0070] 对镀覆处理后剩余的体系进行过滤,对滤掉液体后剩余的物料进行烘干处理,采用真空干燥箱,温度控制为80℃,得到Ti3SiC2/Cu导电粉体。
[0071] 实施例2
[0072] 取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;将Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:1.5混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对 Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为15min;将醇洗后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液(氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:2混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为40min;按体积比为1: 3将SnCl2水溶液(SnCl2水溶液的浓度为12g/L)和盐酸(盐酸的浓度为 120ml/L)混合,形成敏化处理液,将粗化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对 Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为50min;按质量比为1:1:1将 PdCl2水溶液(PdCl2水溶液的浓度为0.15g/L)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的浓度为12g/L)及盐酸(盐酸的浓度为120ml/L)混合,形成活化液,将敏化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为1.5h;用去离子水对活化后得到的Ti3SiC2粉体清洗3次,再依次经离心、过滤处理,之后于85℃条件下进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
[0073] 于常温条件下,按如下顺序及比例将原料混合,配制出铜镀液:
[0074]
[0075] 还要通过添加NaOH将溶液pH调至11;
[0076] 将预处理Ti3SiC2粉体添加到铜镀液中,形成混合物料,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为3:1;将混合物料置于温度为60℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛(HCHO)进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个体系的pH值在11以上,直至整个体系中蓝色消退,镀覆结束;
[0077] 对镀覆处理后剩余的体系进行过滤,对滤掉液体后剩余的物料进行烘干处理,采用真空干燥箱,温度控制为90℃,得到Ti3SiC2/Cu导电粉体。
[0078] 实施例3
[0079] 取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;将Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:2混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对 Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为20min;将醇洗后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液(氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:2.5混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为45min;按体积比为1: 2将SnCl2水溶液(SnCl2水溶液的浓度为15g/L)和盐酸(盐酸的浓度为 150ml/L)混合,形成敏化处理液,将粗化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对 Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为45min;按质量比为1:1:
1将 PdCl2水溶液(PdCl2水溶液的浓度为0.17g/L)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的浓度为15g/L)及盐酸(盐酸的浓度为150ml/L)混合,形成活化液,将敏化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为1.5h;用去离子水对活化后得到的Ti3SiC2粉体清洗3次,再依次经离心、过滤处理,之后于90℃条件下进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
[0080] 于常温条件下,按如下顺序及比例将原料混合,配制出铜镀液:
[0081]
[0082] 还要通过添加NaOH将溶液pH调至11;
[0083] 将预处理Ti3SiC2粉体添加到铜镀液中,形成混合物料,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为2:1;将混合物料置于温度为70℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛(HCHO)进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个体系的pH值在11以上,直至整个体系中蓝色消退,镀覆结束;
[0084] 对镀覆处理后剩余的体系进行过滤,对滤掉液体后剩余的物料进行烘干处理,采用真空干燥箱,温度控制为100℃,得到Ti3SiC2/Cu导电粉体。
[0085] 实施例4
[0086] 取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;将Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:2.5混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对 Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为25min;将醇洗后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液(氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:3混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为35min;按体积比为1: 1将SnCl2水溶液(SnCl2水溶液的浓度为18g/L)和盐酸(盐酸的浓度为 180ml/L)混合,形成敏化处理液,将粗化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对 Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为35min;按质量比为1:1:1将 PdCl2水溶液(PdCl2水溶液的浓度为0.18g/L)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的浓度为18g/L)及盐酸(盐酸的浓度为180ml/L)混合,形成活化液,将敏化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为2h;用去离子水对活化后得到的Ti3SiC2粉体清洗4次,再依次经离心、过滤处理,之后于95℃条件下进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
[0087] 于常温条件下,按如下顺序及比例将原料混合,配制出铜镀液:
[0088]
[0089] 还要通过添加NaOH将溶液pH调至11;
[0090] 将预处理Ti3SiC2粉体添加到铜镀液中,形成混合物料,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为1:1;将混合物料置于温度为75℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛(HCHO)进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个体系的pH值在11以上,直至整个体系中蓝色消退,镀覆结束;
[0091] 对镀覆处理后剩余的体系进行过滤,对滤掉液体后剩余的物料进行烘干处理,采用真空干燥箱,温度控制为110℃,得到Ti3SiC2/Cu导电粉体。
[0092] 实施例5
[0093] 取平均粒度为2μm~20μm、纯度大于93%的Ti3SiC2粉体;将Ti3SiC2粉体倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按体积比为1:3混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于乙醇水溶液,利用乙醇水溶液对 Ti3SiC2粉体进行醇洗,醇洗时间为30min;将醇洗后得到的Ti3SiC2粉体倒入氢氟酸水溶液(氢氟酸水溶液是由氢氟酸和水按体积比为1:4混合均匀后得到的)中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于氢氟酸水溶液,利用氢氟酸水溶液对Ti3SiC2粉体进行粗化处理,粗化处理时间为30min;按体积比为1: 1将SnCl2水溶液(SnCl2水溶液的浓度为20g/L)和盐酸(盐酸的浓度为 200ml/L)混合,形成敏化处理液,将粗化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入敏化处理液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于敏化处理液,利用敏化处理液对 Ti3SiC2粉体进行敏化处理,敏化处理时间为30min;按质量比为1:1:1将 PdCl2水溶液(PdCl2水溶液的浓度为0.2g/L)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的浓度为15g/L)及盐酸(盐酸的浓度为200ml/L)混合,形成活化液,将敏化处理后得到的Ti3SiC2粉体倒入活化液中,并使Ti3SiC2粉体完全浸没于活化液,利用活化液对Ti3SiC2粉体进行活化处理,活化处理时间为1h;用去离子水对活化后得到的Ti3SiC2粉体清洗4次,再依次经离心、过滤处理,之后于100℃条件下进行烘干处理,得到预处理Ti3SiC2粉体;
[0094] 于常温条件下,按如下顺序及比例将原料混合,配制出铜镀液:
[0095]
[0096] 还要通过添加NaOH将溶液pH调至11;
[0097] 将预处理Ti3SiC2粉体添加到铜镀液中,形成混合物料,预处理Ti3SiC2粉体与Cu的质量比为1:1;将混合物料置于温度为80℃的水浴锅中进行水浴加热,同时在连续搅拌下向混合物料中滴加甲醛(HCHO)进行化学镀铜反应,并在这一过程中添加NaOH始终保持整个体系的pH值在11以上,直至整个体系中蓝色消退,镀覆结束;
[0098] 对镀覆处理后剩余的体系进行过滤,对滤掉液体后剩余的物料进行烘干处理,采用真空干燥箱,温度控制为120℃,得到Ti3SiC2/Cu导电粉体。
[0099] 实际上,已经公开的发明专利一种化学镀铜制备Cu/Ti3SiC2复合材料的方法(CN1419985A)中通过化学镀的方法在Ti3SiC2颗粒表面制备了致密的 Cu包覆层,之后与Cu粉混合制备Ti3SiC2颗粒增强的Cu基复合材料,主要用作电触头材料。而本发明Ti3SiC2/Cu导电粉体的制备方法中,材料是由 Cu颗粒附着在Ti3SiC2上所形成的未完全包覆的Ti3SiC2/Cu导电粉体,在材料的制备方法、性能和用途上与现有的技术有着本质的区别。
[0100] 本发明一种Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,通过化学镀法制备的 Ti3SiC2/Cu复合导电粉体,不需要对Ti3SiC2粉体进行完整包覆,可通过渝渗效应形成导电网络,提高材料的导电性能;在不降低材料导电性的同时,可以降低材料的密度和成本;另外,制备出的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体具有良好的化学稳定性,能在一定的高温和腐蚀环境下使用。
[0101] 利用本发明Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的制备方法,制备出的Ti3SiC2/Cu 复合导电粉体具有较低的密度(远低于Cu的8.9g/cm3)、良好的化学稳定性及热稳定性(可在400℃以下温度范围内使用)以及高导电性(电阻率低于 10-7Ω·m)。

附图说明

[0036] 图1是利用本发明的制备方法得到的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的XRD 图;
[0037] 图2是利用本发明的制备方法得到的Ti3SiC2/Cu复合导电粉体的SEM 图。
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