[发明专利]一种活性层改性钛基材导电材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电材料制备技术领域，具体涉及一种活性层改性钛基材导电材料及其制备方法。

背景技术

1967年贵金属氧化物问世后，为化学工业提供了具有高催化性能的涂层材料。最早出现的贵金属氧化物电极的成功配方是 Ru－Ti 氧化物被覆钛阳极。为了在钛基材上获得高活性和高耐蚀性的电极材料，本研究小组提出了《带有氧化物种子层的电化学工业钛阳极》，最近已获得中国发明专利（专利号：200610135245.0）。这种带有精细氧化物种子层的钛阳极，通过具有纳米尺度的贵金属氧化物种子对基材的改性，可进一步提高活化材料表层的电催化性能。以金属钛和金属锆为主的金属或合金材料构件属于难镀材料，是由于表面容易生成氧化物，影响了以它们为基材的导电材料和器件的制备，本研究团队最近提出了《采用活性氧化物改性基材的银镀层及其制备方法》的发明专利，已获得受理（专利号：201110348981.5）。采用这一技术已成为高导电材料制作的关键技术。然而，这一技术主要是采用了以含稀贵金属Ru为主的活性氧化物层，仍然存在成本偏高的缺陷，而且结构上与后续银镀层存在明显的不同。为此，本团队针对钛基材导电材料的制备进行了大量的研究，提出了一种改良型的活性涂层改性的新技术。本研究小组认为采用这一活性层改性的新技术不仅可以减少贵金属钌的投放，而且使得后续的银镀层的晶体结构、覆层组织、与基材的结合力都得到改善，从而进一步提高材料和器件的导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性层改性钛基材导电材料及其制备方法，可以获得结合状态良好，且具有结构精细、组织致密的银镀层。获得的镀银材料和器件可应用与电子、电力和仪表工业。制备方法简单，可操作性强，原料易得，成本低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种活性层改性钛基材导电材料是钛基材经含银活性层改性后，再进行银镀层的沉积。

所述的含银活性层为Ag+(Ti,Ru)O₂复合涂层。

所述的含银活性层中Ag、Ti和Ru的摩尔比为28～36：63～57.6：9～6.4。

制备方法包括以下步骤：

（1）钛基材预处理：

钛基材的预处理包括去污、酸洗、水洗、烘干和氧化步骤；

（2）钛基材的含Ag活性层改性处理：

以AgNO₃、Ti(OBu)₄和Ru(NO₃)₃为源物质，按Ag、Ti和Ru的摩尔比为28～36：63～57.6：9～6.4称取各源物质，分别溶于柠檬酸的乙醇溶液，混合形成活性浆液，配制成含Ag的Ti-Ru氧化物溶胶浆液，将此溶胶浆液涂覆于经预处理的钛基材上，经加热固化、氧化烧结、出炉冷却、退火得到改性钛基材；

（3）银镀层的制备：

银镀层采用非水溶液的沉积法制备：将AgNO₃溶解于含2-羟基-5-仲辛基-3-3氯二苯甲铜肟和膦酸二乙基已基酯的柴油中，得到柴油载银溶液；将对苯二酚溶解于丙酮；柴油载银溶液和对苯二酚的丙酮溶液按6:1的体积比混合，形成镀银液，将步骤（2）的改性钛基材在镀银液中浸镀，即获得银镀层。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明解决了难镀钛基材制备导电覆层的困难性，采用通过预处理获得金红石TiO₂表层，利用含Ag+(Ti,Ru)O₂的活性层改性的方法，可以保持它与钛基材，以及它与银镀层之间的良好结合状态，最终得到在基材上有良好的结合强度的银镀层。

（2）本发明采用了Ru含量较低的活性氧化物层的改性方法，避免了前技术需要高Ru的活性涂层的采用，在保持了活性材料导电能力的基础上，降低了导电材料的制作成本，利于大规模的工业生产。

（3）本发明采用的含Ag+(Ti,Ru)O₂的活性层改性的方法，在活性层中含有约40%的Ag颗粒和60%的金红石Ti基氧化物,可以提高银导电层的结合能力和银镀层的质量，包括的尺度精细、组织致密和平铺能力良好的镀层，获得的材料非常适用于微纳米电子工业，扩大了在高端工业技术领域的应用和推广。

（4）本发明提供的活性层的工艺，在钛基材上获得银镀层，制备方法简单，可操作性强，原料易得，成本低。

附图说明

图1为经Ag+(Ti,Ru)O₂活性层改性的钛基材，采用有机溶液沉积方法制备的银覆层的原子力显微照片。