本發明屬于導電材料或電子漿料制備方法技術領域，具體涉及一種ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法。
背景技術：
隨著電子技術的發展，越來越多的電子器件朝著柔性化的方向發展，如：智能服裝、機器人皮膚、可卷曲的電子書、應變傳感器、可拉伸的太陽能電池等。目前，已經廣泛應用的導電膜多是在玻璃陶瓷等硬質襯底材料上制備的，硬質襯底材料存在質脆、易碎及不易變形等缺點，在很大程度上限制了其應用，已無法滿足新一代電子設備的需求，因此新型的柔性導電材料亟需開發。
導電填料對材料的導電性能起到決定性的作用。從現有文獻的報道來看，柔性導電材料主要以金屬納米線、石墨烯、cnts等為導電填料，但是由于高昂的成本，復雜的工藝，或不能進行批量生產等因素的限制，離實際應用仍有一定的差距。因此，開發性能良好、低成本、能量產的導電填料變得十分重要。
ti3sic2新型三元層狀化合物是目前研究最廣泛的，最具代表性的mn+1axn相物質(其中m為過渡金屬，a為ⅲ或ⅳ主族元素，x為c或n)。ti3sic2材料是典型的導電陶瓷，不僅具有高強度、高硬度、良好的熱穩定性、抗氧化、耐腐蝕等陶瓷特性，同時也具有金屬良好的導熱、導電和易加工特性，具有廣泛的應用前景。將ti3sic2與傳統的導電材料復合后制成導電填料，一方面能降低材料的密度，同時也能仍然保持優良的導電性能。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，制備出的復合導電粉體具有較低的密度、良好的穩定性以及高導電性。
本發明所采用的技術方案是，一種ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1、對ti3sic2粉體依次進行醇洗、粗化、敏化、活化、水洗以及烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體；
步驟2、利用cuso4·5h2o、edtana2、naoh及2-2'-聯吡啶配制出銅鍍液；
步驟3、利用經步驟2配制出的銅鍍液對經步驟1得到的預處理ti3sic2粉體進行鍍覆處理；
步驟4、經步驟3后，對鍍覆處理后剩余的物質進行過濾，對濾掉液體后剩余的部分進行烘干處理，得到ti3sic2/cu復合導電粉體。
本發明的特點還在于：
步驟1具體按照以下步驟實施：
步驟1.1、取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；
步驟1.2、將步驟1.1中的ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為10min～30min；
步驟1.3、將經步驟1.2后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為30min～60min；
步驟1.4、按體積比為1～4：1將鹽酸和sncl2水溶液混合，形成敏化處理液，將經步驟1.3后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為30min～60min；
步驟1.5、按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液、硼酸水溶液及鹽酸混合，形成活化液，將經步驟1.4后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為1h～2h；
步驟1.6、先用去離子水對經步驟1.5后得到的ti3sic2粉體清洗，再依次經離心、過濾處理，之后進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體。
在步驟1.2中：乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：1～3混合均勻后得到的；在步驟1.3中：氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：1～4混合均勻后得到的；在步驟1.4中：sncl2水溶液的濃度為10g/l～20g/l，鹽酸的濃度為100ml/l～200ml/l；在步驟1.5中：pdcl2水溶液的濃度為0.1g/l～0.2g/l，硼酸水溶液的濃度為10g/l～20g/l，鹽酸的濃度為100ml/l～200ml/l。
在步驟1.6中：清洗次數為2次～4次，烘干處理的溫度控制為80℃～100℃。
步驟2具體按照以下方法實施：
于常溫條件下，按如下順序及配比將各原料混合，配制出銅鍍液：
其中，通過添加naoh將溶液ph調至11～13。
步驟3具體按照以下步驟實施：
步驟3.1、將經步驟1得到的預處理ti3sic2粉體添加到經步驟2配制出的銅鍍液中，形成混合物料；
其中，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為1～4：1；
步驟3.2、將經步驟3.1得到的混合物料置于溫度為50℃～80℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個反應體系的ph值在11以上，直至整個反應體系中藍色消退，鍍覆結束。
在步驟4中：烘干處理采用的是真空干燥箱，溫度控制為80℃～120℃。
本發明的有益效果在于：
(1)本發明的ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，通過化學鍍法制備出ti3sic2/cu導電粉體，期間無需對ti3sic2粉體進行完整包覆，可通過渝滲效應形成導電網絡，能有效提高材料的導電性能；
(2)本發明的ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，在不降低材料導電性的同時能降低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；
(3)利用本發明的ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法得到的ti3sic2/cu復合導電粉體具有良好的化學穩定性，能在一定的高溫和腐蝕環境下使用；
(4)本發明的ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，工藝流程簡單、成本低且能量產。
附圖說明
圖1是利用本發明的制備方法得到的ti3sic2/cu復合導電粉體的xrd圖；
圖2是利用本發明的制備方法得到的ti3sic2/cu復合導電粉體的sem圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。
本發明一種ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1、對ti3sic2粉體依次進行醇洗、粗化、敏化、活化、水洗以及烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體，具體按照以下步驟實施：
步驟1.1、取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；
步驟1.2、將步驟1.1中的ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為10min～30min；
其中，乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：1～3混合均勻后得到的；
步驟1.3、將經步驟1.2后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為30min～60min；
其中，氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：1～4混合均勻后得到的；
步驟1.4、按體積比為1～4：1將鹽酸和sncl2水溶液混合，形成敏化處理液，將經步驟1.3后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為30min～60min；
其中，sncl2水溶液的濃度為10g/l～20g/l，鹽酸的濃度為100ml/l～200ml/l；
步驟1.5、按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液、硼酸水溶液及鹽酸混合，形成活化液，將經步驟1.4后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為1h～2h；
其中，pdcl2水溶液的濃度為0.1g/l～0.2g/l，硼酸水溶液的濃度為10g/l～20g/l，鹽酸的濃度為100ml/l～200ml/l；
步驟1.6、先用去離子水對經步驟1.5后得到的ti3sic2粉體清洗2次～4次，再依次經離心、過濾處理，之后于80℃～100℃條件下進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體。
步驟2、利用cuso4·5h2o、edtana2、naoh及2-2'-聯吡啶配制出銅鍍液，具體方法如下：
于常溫條件下，按如下順序及配比將各原料混合，配制出銅鍍液：
其中，通過添加naoh將溶液ph調至11～13。
步驟3、利用經步驟2配制出的銅鍍液對經步驟1得到的預處理ti3sic2粉體進行鍍覆處理，具體按照以下步驟實施：
步驟3.1、將經步驟1得到的預處理ti3sic2粉體添加到經步驟2配制出的銅鍍液中，形成混合物料；
其中，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為1～4：1；
步驟3.2、將經步驟3.1得到的混合物料置于溫度為50℃～80℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛(hcho)進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個反應體系的ph值在11以上，直至整個反應體系中藍色消退，鍍覆結束。
步驟4、經步驟3后，對鍍覆處理后剩余的物質進行過濾，對濾掉液體后剩余的部分進行烘干處理，得到ti3sic2/cu復合導電粉體；
其中，烘干處理采用的是真空干燥箱，溫度控制為80℃～120℃。
將本發明的制備方法制備出的ti3sic2/cu復合導電粉體與樹脂、橡膠等絕緣基體按一定比例進行混合，通過調節ti3sic2/cu復合導電粉體的含量，能制備出導電性能良好的導電薄膜材料；另外，ti3sic2/cu復合導電粉體也可以作為電子漿料的導電填料使用。
圖1是ti3sic2/cu復合導電粉體的xrd圖，從圖1中可以看出：除了ti3sic2的衍射峰外，還能明顯觀察到cu的衍射峰，說明成功制備了ti3sic2/cu復合導電粉體；
圖2是ti3sic2/cu復合導電粉體的sem圖，從圖2中可以看出：納米cu顆粒附著在ti3sic2粉體表面，但并未完整包覆ti3sic2粉體。
實施例1
取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；將ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：1混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為10min；將醇洗后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液(氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：1混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為30min；按體積比為1：4將鹽酸(鹽酸的濃度為100ml/l)和sncl2水溶液(sncl2水溶液的濃度為10g/l)混合，形成敏化處理液，將粗化處理后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為60min；按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液(pdcl2水溶液的濃度為0.1g/l)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的濃度為10g/l)及鹽酸(鹽酸的濃度為100ml/l)混合，形成活化液，將敏化處理后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為2h；用去離子水對活化后得到的ti3sic2粉體清洗2次，再依次經離心、過濾處理，之后于80℃條件下進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體；
于常溫條件下，按如下順序及比例將原料混合，配制出銅鍍液：
還要通過添加naoh將溶液ph調至11；
將預處理ti3sic2粉體添加到銅鍍液中，形成混合物料，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為4：1；將混合物料置于溫度為50℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛(hcho)進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個體系的ph值在11以上，直至整個體系中藍色消退，鍍覆結束；
對鍍覆處理后剩余的體系進行過濾，對濾掉液體后剩余的物料進行烘干處理，采用真空干燥箱，溫度控制為80℃，得到ti3sic2/cu導電粉體。
實施例2
取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；將ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：1.5混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為15min；將醇洗后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液(氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：2混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為40min；按體積比為1：3將sncl2水溶液(sncl2水溶液的濃度為12g/l)和鹽酸(鹽酸的濃度為120ml/l)混合，形成敏化處理液，將粗化處理后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為50min；按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液(pdcl2水溶液的濃度為0.15g/l)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的濃度為12g/l)及鹽酸(鹽酸的濃度為120ml/l)混合，形成活化液，將敏化處理后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為1.5h；用去離子水對活化后得到的ti3sic2粉體清洗3次，再依次經離心、過濾處理，之后于85℃條件下進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體；
于常溫條件下，按如下順序及比例將原料混合，配制出銅鍍液：
還要通過添加naoh將溶液ph調至11；
將預處理ti3sic2粉體添加到銅鍍液中，形成混合物料，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為3：1；將混合物料置于溫度為60℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛(hcho)進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個體系的ph值在11以上，直至整個體系中藍色消退，鍍覆結束；
對鍍覆處理后剩余的體系進行過濾，對濾掉液體后剩余的物料進行烘干處理，采用真空干燥箱，溫度控制為90℃，得到ti3sic2/cu導電粉體。
實施例3
取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；將ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：2混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為20min；將醇洗后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液(氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：2.5混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為45min；按體積比為1：2將sncl2水溶液(sncl2水溶液的濃度為15g/l)和鹽酸(鹽酸的濃度為150ml/l)混合，形成敏化處理液，將粗化處理后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為45min；按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液(pdcl2水溶液的濃度為0.17g/l)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的濃度為15g/l)及鹽酸(鹽酸的濃度為150ml/l)混合，形成活化液，將敏化處理后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為1.5h；用去離子水對活化后得到的ti3sic2粉體清洗3次，再依次經離心、過濾處理，之后于90℃條件下進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體；
于常溫條件下，按如下順序及比例將原料混合，配制出銅鍍液：
還要通過添加naoh將溶液ph調至11；
將預處理ti3sic2粉體添加到銅鍍液中，形成混合物料，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為2：1；將混合物料置于溫度為70℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛(hcho)進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個體系的ph值在11以上，直至整個體系中藍色消退，鍍覆結束；
對鍍覆處理后剩余的體系進行過濾，對濾掉液體后剩余的物料進行烘干處理，采用真空干燥箱，溫度控制為100℃，得到ti3sic2/cu導電粉體。
實施例4
取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；將ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：2.5混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為25min；將醇洗后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液(氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：3混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為35min；按體積比為1：1將sncl2水溶液(sncl2水溶液的濃度為18g/l)和鹽酸(鹽酸的濃度為180ml/l)混合，形成敏化處理液，將粗化處理后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為35min；按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液(pdcl2水溶液的濃度為0.18g/l)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的濃度為18g/l)及鹽酸(鹽酸的濃度為180ml/l)混合，形成活化液，將敏化處理后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為2h；用去離子水對活化后得到的ti3sic2粉體清洗4次，再依次經離心、過濾處理，之后于95℃條件下進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體；
于常溫條件下，按如下順序及比例將原料混合，配制出銅鍍液：
還要通過添加naoh將溶液ph調至11；
將預處理ti3sic2粉體添加到銅鍍液中，形成混合物料，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為1：1；將混合物料置于溫度為75℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛(hcho)進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個體系的ph值在11以上，直至整個體系中藍色消退，鍍覆結束；
對鍍覆處理后剩余的體系進行過濾，對濾掉液體后剩余的物料進行烘干處理，采用真空干燥箱，溫度控制為110℃，得到ti3sic2/cu導電粉體。
實施例5
取平均粒度為2μm～20μm、純度大于93％的ti3sic2粉體；將ti3sic2粉體倒入乙醇水溶液(乙醇水溶液是由乙醇和水按體積比為1：3混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于乙醇水溶液，利用乙醇水溶液對ti3sic2粉體進行醇洗，醇洗時間為30min；將醇洗后得到的ti3sic2粉體倒入氫氟酸水溶液(氫氟酸水溶液是由氫氟酸和水按體積比為1：4混合均勻后得到的)中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于氫氟酸水溶液，利用氫氟酸水溶液對ti3sic2粉體進行粗化處理，粗化處理時間為30min；按體積比為1：1將sncl2水溶液(sncl2水溶液的濃度為20g/l)和鹽酸(鹽酸的濃度為200ml/l)混合，形成敏化處理液，將粗化處理后得到的ti3sic2粉體倒入敏化處理液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于敏化處理液，利用敏化處理液對ti3sic2粉體進行敏化處理，敏化處理時間為30min；按質量比為1：1：1將pdcl2水溶液(pdcl2水溶液的濃度為0.2g/l)、硼酸水溶液(硼酸水溶液的濃度為15g/l)及鹽酸(鹽酸的濃度為200ml/l)混合，形成活化液，將敏化處理后得到的ti3sic2粉體倒入活化液中，并使ti3sic2粉體完全浸沒于活化液，利用活化液對ti3sic2粉體進行活化處理，活化處理時間為1h；用去離子水對活化后得到的ti3sic2粉體清洗4次，再依次經離心、過濾處理，之后于100℃條件下進行烘干處理，得到預處理ti3sic2粉體；
于常溫條件下，按如下順序及比例將原料混合，配制出銅鍍液：
還要通過添加naoh將溶液ph調至11；
將預處理ti3sic2粉體添加到銅鍍液中，形成混合物料，預處理ti3sic2粉體與cu的質量比為1：1；將混合物料置于溫度為80℃的水浴鍋中進行水浴加熱，同時在連續攪拌下向混合物料中滴加甲醛(hcho)進行化學鍍銅反應，并在這一過程中添加naoh始終保持整個體系的ph值在11以上，直至整個體系中藍色消退，鍍覆結束；
對鍍覆處理后剩余的體系進行過濾，對濾掉液體后剩余的物料進行烘干處理，采用真空干燥箱，溫度控制為120℃，得到ti3sic2/cu導電粉體。
實際上，已經公開的發明專利一種化學鍍銅制備cu/ti3sic2復合材料的方法(cn1419985a)中通過化學鍍的方法在ti3sic2顆粒表面制備了致密的cu包覆層，之后與cu粉混合制備ti3sic2顆粒增強的cu基復合材料，主要用作電觸頭材料。而本發明ti3sic2/cu導電粉體的制備方法中，材料是由cu顆粒附著在ti3sic2上所形成的未完全包覆的ti3sic2/cu導電粉體，在材料的制備方法、性能和用途上與現有的技術有著本質的區別。
本發明一種ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，通過化學鍍法制備的ti3sic2/cu復合導電粉體，不需要對ti3sic2粉體進行完整包覆，可通過渝滲效應形成導電網絡，提高材料的導電性能；在不降低材料導電性的同時，可以降低材料的密度和成本；另外，制備出的ti3sic2/cu復合導電粉體具有良好的化學穩定性，能在一定的高溫和腐蝕環境下使用。
利用本發明ti3sic2/cu復合導電粉體的制備方法，制備出的ti3sic2/cu復合導電粉體具有較低的密度(遠低于cu的8.9g/cm3)、良好的化學穩定性及熱穩定性(可在400℃以下溫度范圍內使用)以及高導電性(電阻率低于10-7ω·m)。