[发明专利]一种片状铂粉及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种铂材料，尤其涉及一种片状铂粉及其制造方法和其在制作铂电极浆料中的应用。

背景技术

汽车氧传感器是电喷汽车三元催化转化必不可少的元件，铂电极性能的优异决定着氧传感器性能的优异。铂电极浆料因为需要高温烧结，因此铂电极浆料的耐热性一定要好。铂粉越细，浆料在烧结过程中收缩率就会越高，耐热性越差，反之，如果铂粉粒径越大，其耐热性就会越好。而直接采用湿法冶金得到的超细铂粉末通常致密度较低，形状为多孔的多晶粉末，粉末内部会吸附较多的气体，当用此粉末制备成浆料时在低温烧结性能优异，如在800℃-1200℃烧结（这个温度下有什么缺点），而在1300℃以上烧结时，孤岛效应非常严重，铂电极的收缩率很高、覆盖率很低出现漏瓷现象。但是，增加铂粉的粒径会导致金属颗粒和玻璃相接触面小，烧结时对玻璃浸润面少，相对引入的杂质较少，电子散射减弱；同时由于铂粉粉末粒径较粗，在较高温度下烧结时，金属颗粒浸润的玻璃较少，电极膜层与基体陶瓷附着力差，产生局部脱膜。片状的优点:片状铂粉由于具有相对较大的比表面积，定向排列性好，颗粒间的接触面积大，且化学性质稳定，所以导电性较好。因此，只有制备一种粒径合适的片状铂粉，既使其制备的浆料具有良好的耐热性能，并改善浆料烧结后得到的电极多孔性，又具有良好的定向排列性和对陶瓷的附着能力，才能使得氧传感器的氧敏响应性显著提高。

发明内容

针对传统超细铂粉制备的铂电极浆料耐热性能差、铂电极出现漏瓷现象的问题，本发明的目的是提供一种片状铂粉，使其所制备的铂电极浆料能够具有良好的耐热性能，改善浆料烧结后得到的电极多孔性。

本发明的另一目的是提供上述片状铂粉的制备方法。

本发明还有一个目的是提供上述片状铂粉在制造铂电极浆料中的应用。

一种片状铂粉，该铂粉为片状，其粒度分布为0.8-8μm，平均粒径为1.0-1.5μm，比表面积为15-25m²/g，振实密度为5.0-6.0g/cm³，径厚比为20-50:1。

上述片状铂粉可在1000℃-1500℃下烧结导电，这种耐热性高且定向排列的片状铂粉有效克服了现有技术的缺点，使得其所制备的电极浆料的性能有效提高，且在陶瓷上烧结附着力非常强，接合力＞20MPa。

一种上述片状铂粉的制造方法，具体制造方法包括如下步骤：

（1）加入超细铂粉：在研磨罐中加入超细铂粉和金属小球磨料，超细铂粉的质量为金属小球磨料质量的1/5-1/3；

（2）加入介质溶液：向研磨罐内加入介质溶液；

（3）片状铂粉的制备：使用步骤（2）中的研磨罐在520转/分钟的转速下研磨3-8小时，过滤研磨后的浆料，得到固体铂粉。研磨时间短则片状铂粉的平均粒径小，而时间长则引起片状粉末开始发生破碎，出现细小碎粉，使得片状铂粉粒度分布不均；同时，若球的运动速度过低，相互运动以磨擦为主，冲撞的几率低，则研磨效率低。提高球的运动速度，则冲撞的几率高，磨擦几率低。

（4）片状铂粉的洗涤与烘干：将步骤（3）中得到的铂粉，洗涤，经60℃烘干即得片状铂粉。

其中：

步骤（1）中的超细铂粉的平均粒径为0.6-0.8μm，振实密度为1.0-1.5g/cm³。

步骤（1）中的金属小球磨料为不锈钢球，直径为2-5mm。当金属小球的球径小于2mm时候，导致铂粉压缩变形的力度较小，使得压缩变形的时间过长；而当金属小球的球径大于5mm时，在研磨机内金属小球压缩而使超细铂粉的粉粒凝聚，结果为了使凝聚粒子发生压缩性变形而产生粗大的片状铂粉，粒径分布变宽。

步骤（1）中的超细铂粉与金属小球磨料的总体积不超过研磨罐容积的2/3。更高体积的入料不仅会影响其正常运动轨迹，还可能会减少介质与研磨物料的碰撞机会，从而降级研磨效率。

步骤（2）中的介质溶液的体积与超细铂粉的质量的比例为0.5-2:1ml/g。

步骤（2）中的介质溶液是体积比为20-50%的丙酮水溶液、乙醇水溶液或异丙醇水溶液。超细铂粉的表面改性，主要依靠介质溶液在超细粉体表面的吸附、反应、包覆或成膜来实现，因此，介质溶液的种类及性质对粉体表面改性或表面处理效果具有决定性作用。

一种上述的片状铂粉的应用，该片状铂粉用作铂电极浆料，烧结在陶瓷的表面。

本发明的有益效果为：

（1）本发明涉及的片状铂粉粒度分布在0.8-8μm，大小薄片均匀混合。