[发明专利]一种抗氧化超细镍粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是超细镍粉制备技术领域，特别是抗氧化超细镍粉制备方法。

背景技术

贱金属中金属镍具备良好的导电性、化学稳定性、可焊性和耐焊性。其制得的导电浆料具有电阻低、抗焊性好、无离子迁移、成线性、分辨性和丝网印刷性能良好等优点。在一些使用镍金属导电浆料的电子元器件上,其电性能要明显优于使用贵金属材料,如:

(1)在多层片式陶瓷电容器(MLCC)中,使用烧结镍、铜浆料做内电极取代钯和银（Ag‐Pd）内电极,可使制造成本下降约70%,并提高MLCC的容量,降低内部短路的发生几率,提高产品的可靠性;

(2)在直流等离子平板显示器中,银电极易发生溅射导致短路,而镍是强耐电流电压轰击的阴极材料,其将逐渐取代银电极;

(3)在单晶硅太阳能电池中,栅极(受光面)采用掺杂了Ni粉的银电极,可使电极与硅形成欧姆接触,提高电池的生产效率,并具有良好的老化性;

(4)发热材料Ni‐Cr浆料烧结后,其工作态的电阻比非工作态约高1.5～2.0倍,有利发热体自身控制功率增大,延长发热体寿命。

目前镍基导电浆料应用中存在的主要问题有：

1)镍粉的起始烧结温度较低和抗氧化性较差；

2)浆料烧结过程中，镍粉的收缩率较陶瓷介质材料要高，容易发生开裂。

通过对镍粉的表面包覆处理，形成一层保护性覆盖层，可有效的改善粉体的抗氧化性和收缩性能，同时还使得镍粉在使用过程中保持良好的导电性。镍粉的包覆处理一般可分为金属包覆和非金属包覆。金属包覆主要有银包覆镍粉，通过表面镀银处理，使得镍粉的抗氧化性有所提高，常用作导电垫片、导电填充料和导电涂料等。日本的Hatano等人将镍粉用水解的方法在含Ba‐Ti醇盐中得到了表面包覆Ba‐Ti‐OH的镍粉，然后经过一定的热处理，获得了BaTiO₃包覆的镍粉，使得其氧化温度提高了近200℃，收缩温度提高了近300℃。

中南大学陈一恒等人先将镍粉进行氧化处理使得其表面含有一层氧化膜，再采用NaBH₄还原得到表面包覆Ni₂B的粉体，然后经预氧化处理，获得抗氧化性好的NiBO体系包覆镍粉。但其改性后镍粉的初始氧化温度提高了78℃，效果不明显，而且工艺复杂。

发明内容

针对上述不足本发明提供了一种抗氧化镍粉的制备方法。

本发明采用水合肼和NaBH₄（或KBH₄）的复合还原剂一步制备含硼超细镍粉，再经过预氧化处理得到Ni‐B‐O包覆的抗氧化镍粉，使得其初始氧化温度提高了近370℃。该方法包括如下步骤：

1）制备二价镍盐水溶液，在搅拌作用下，加入水合肼，使二价镍盐与水合肼络合；

2）用NaOH或KOH溶液调节上述1）的反应溶液pH至11～13，加入KBH₄或NaBH₄溶液使二价镍被水合肼和KBH₄或NaBH₄还原生成Ni‐B粉体；

3）将反应溶液中Ni‐B粉体分离、水洗至中性、乙醇洗去除水分，并在真空40～60℃下干燥处理；

4）将干燥后的Ni‐B粉体进行预氧化处理得到Ni‐B‐O包覆改性的超细镍粉。

其中，步骤1）所述二价镍盐为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、乙酸镍中的一种，优选为硫酸镍；所述，二价镍盐在水溶液中的浓度为0.5～2.5mol/L；所述，水合肼的质量百分比浓度优选为80%；水合肼/镍离子摩尔比例为2.5～10:1

其中，步骤2）的反应温度为40～90℃；反应时间为30～50min；所述NaOH或KOH溶液质量百分比浓度为10%～50%，但不限于此；所述KBH₄或NaBH₄溶液浓度为0.1～2mol/L。

其中，步骤4）所述Ni‐B粉体预氧化处理温度为250℃，预氧化时间为30～60min。

具体地，本发明的抗氧化超细镍粉制备方法，其步骤如下：

1、配制浓度为0.5～2.5mol/L的二价镍盐水溶液，所用镍盐为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、乙酸镍中的一种，在搅拌作用下，加入质量分数为80%的水合肼溶液，水合肼/镍离子摩尔比例为2.5～10，发生络合反应，生成紫红色的镍与水合肼的络合物；