專利名稱：以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種超細銀粉的制備方法，具體涉及以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法，屬于金屬粉末制備技術領域。
背景技術：
銀粉由于具有極佳的導電導熱性、且抗氧化鋅強，因此被廣泛用于電子工業。銀粉作為厚膜電子漿料的基礎材料，其制備技術一直是研究熱點，特別是太陽能產業的興起，使得各相關領域對銀粉消費量急劇增加，但對銀粉的性能也提出了更高的要求，如球形或類球形形貌、單分散、高振實密度等。銀粉的制備工藝較多，主要有霧化法、噴霧熱解法、電解法、液相還原法等。如發明名稱為“一種高壓水霧化銀粉的制造方法”(中國專利申請號為9610M37. 9)，提供了一種霧化法制備銀粉的方法采用水或氣體作為霧化介質，對其加壓后沖擊熔融的純銀液流， 使其霧化成銀粉。霧化法所得銀粉形貌為不規則球形、粒度較粗，通常為40um左右，因此難以滿足導電漿料的要求。發明名稱為“一種球形銀粉的制備方法”(中國專利申請號為 201110076231. 7)，提供了一種噴霧熱解法制備銀粉的方法將可溶性銀鹽溶液霧化后，在高溫可控氣氛條件下進行熱分解反應，即可得到銀粉產品。該工藝較為簡單、所得銀粉形貌為規則球形、但產品粒度較粗、且設備造價較為昂貴，產業化難度較大。電解法通常以粗銀或純銀板為陽極，鈦板為陰極，HN03+AgN03體系為電解液，控制一定的電解制度，可在陰極上得到銀粉產品。電解法銀粉粒度為10-20um，形貌呈樹枝狀，主要被廣泛用于電工合金的生產。液相還原法過程簡單、易于控制粉末形貌與粒度，研究和應用較為廣泛。在液相還原法制備銀粉中，一般通過改變含銀前驅體、還原劑及分散劑種類，以及調節濃度、溫度、攪拌流形與強度等反應條件，實現對粉末形貌與粒度的控制。其實質在于控制體系的過飽和度與銀微粒間的作用力，調節銀粉顆粒的形核、生長與團聚行為。在高過飽和度下形成的銀粉， 團聚嚴重、單分散性差、結晶度低、振實密度小，難以滿足制備晶體硅太陽能電池正銀漿料的要求。通常硝酸銀直接熱解的熱解溫度較高，導致銀粉易燒結，形成塊狀或片狀，從而得不到銀粉。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種用直接熱分解制備超細銀粉的方法。本發明一種用直接熱分解制備超細銀粉的方法，是采用下述方案實現的將盛有硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以5-50°C /min的加熱速度加熱至 400-550°C，并通入相對濕度為80-100%的空氣，空氣流量為200-800ml/min，煅燒2- 后， 停止加熱和通氣，冷卻至室溫，在坩堝中收集固體產物，即得到超細銀粉；分解廢氣經吸收后，副產硝酸。本發明方法制備的超細銀粉外觀形貌為類球形顆粒，平均粒徑為0. 5-2um，產品純度尚'結晶尚。
本發明由于采用上述工藝方法，在有水蒸氣存在的情況下，可有效避免硝酸銀熱分解所得銀粉的燒結，從而得到平均粒徑為0. 5-2um的超細銀粉。
與現有技術相比較，本發明方法的優點在于
(1)工藝簡單、流程短，無需液相生產方法中液固分離、干燥等工序。
(2)無特殊設備要求、工藝裝備簡單，投資小、成本低。
(3)生產過程中無廢水、廢氣、廢渣排放，環境友好；
(4)生產過程中，除可得到銀粉產品外，還可得到硝酸溶液，資源綜合利用率高。
(5)產品品質好，具體體現為熱分解所得銀粉結晶度高、振實密度大；另外，由于流程短，避免了生產過程中雜質的引入，因而純度較高。
附圖1為本發明實施例1制備的銀粉X衍射分析結果。
附圖2為本發明實施例1制備的銀粉的掃描電鏡照片(10000X)。
附圖3為本發明實施例2制備的銀粉的掃描電鏡照片(10000X)。
從附圖1可以看出，除銀的特征峰外，并無其他雜相，且樣品的特征峰窄而尖銳， 表明所得銀粉結晶度較高。
由附圖2可知，實施例1制備的銀粉形貌為類球形顆粒，平均粒度為1. 5um左右。
由附圖3可知，實施例2制備的銀粉形貌為類球形顆粒，平均粒度為0. Sum左右。
具體實施方式
實施例1
將盛有40g硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以5°C /min的加熱速度加熱至 440°C，并通入相對濕度為80-85%的空氣，空氣流量為400-500ml/min，煅燒Mi后，停止加熱和通氣，冷卻至室溫，在坩堝中收集固體產物，即得到超細銀粉產品。所得銀粉的X衍射分析圖譜如圖1所示，從圖上可以看出，除銀的特征峰外，并無其他雜相，且樣品的特征峰窄而尖銳，表明所得銀粉結晶度較高。所得銀粉的掃描電鏡照片如圖2所示，由圖可知，所得銀粉形貌為類球形顆粒，平均粒度為1. 5um左右。
實施例2
將盛有40g硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以20°C /min的加熱速度加熱至 520°C，并通入相對濕度為85-90%的空氣，空氣流量為600-800ml/min，煅燒4h后，停止加熱和通氣，冷卻至室溫，在坩堝中收集固體產物，即得到超細銀粉產品得銀粉的掃描電鏡照片如圖3所示，由圖可知，所得銀粉形貌為類球形顆粒，平均粒度為0. Sum左右。
實施例3
將盛有40g硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以35°C /min的加熱速度加熱至 400°C，并通入相對濕度為80-85%的空氣，空氣流量為200-300ml/min，煅燒他后，停止加熱和通氣，冷卻至室溫，在坩堝中收集固體產物，即得到超細銀粉產品。所得銀粉形貌為類球形顆粒，銀粉粒度為1.2um。
實施例4
將盛有40g硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以50°C /min的加熱速度加熱至 550°C，并通入相對濕度為95-95%的空氣，空氣流量為350-450ml/min，煅燒池后，停止加熱和通氣，冷卻至室溫，在坩堝中收集固體產物，即得到超細銀粉產品，所得銀粉形貌為類球形顆粒，銀粉粒度為lum。
權利要求
1.一種以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法，特征在于將盛有硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以5-50°C /min的加熱速度加熱至400-550°C，并通入相對濕度為 80-100%的空氣，空氣流量為200-800ml/min，煅燒2- 后，停止加熱和通氣，冷卻至室溫可在坩堝中收集固體產物，即得到超細銀粉。
2.根據權利要求1所述的一種以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法，特征在于 分解廢氣經吸收后，副產硝酸。
3 根據權利要求1所述的一種以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法，特征在于 所述超細銀粉形貌為類球形顆粒，粒度0. 5-2um。
全文摘要
以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法。以硝酸銀直接熱分解制備超細銀粉的方法。將盛有硝酸銀固體的坩堝放入管式爐中，以5-50℃/min的加熱速度加熱至400-550℃，并通入相對濕度為80-100％的空氣，空氣流量為200-800ml/min，煅燒2-8h后，停止加熱和通氣，冷卻至室溫可在坩堝中收集固體產物，即得到平均粒度為0.5-2um超細銀粉。采用該方法無需還原劑，無需助劑。該工藝簡單、成本低，所得銀粉形貌為類球形顆粒，產品純度高，結晶高，具有較高的振實密度，適合導電漿料行業使用。
文檔編號B22F9/30GK102528075SQ20121006905
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者何仕超, 劉志宏, 劉智勇, 張旭, 李啟厚, 李玉虎 申請人:中南大學