2010年第1季度评述

近期贵金属科技研究方面的热点动态
                (2010年第一季度评述)
新近的研究热点:贵金属导电涂料及导电合金粉末研究

        贵金属粉末在光学材料、光催化、微电极反应、电子浆料、导电胶、印刷电路、生物工程及医药、催化工业等方面的广泛应用,引起了诸多研究工作者的关注。导电涂料是特种涂料之一,它在工业、电子产业、日常生活中都有着广泛的用途。例如用于取暖和冬季汽车玻璃防霜的加热漆,用于工程塑料表面屏蔽电磁波,以及录音机的调谐、阴极射线管的外表面等。由于导电涂料有着广泛的用途,所以早在30年代开始,以合成树脂为主要成膜物质的导电涂料就不断间世。国内外生产的导电涂料主要分为银系、铜系、镍系、炭系等,其中又以镍-丙烯酸树脂体系最为常用。银系导电涂料导电性能最好,但成本较高。采用超细银粉制备导电涂料,有减少银粉用量和保持涂料良好导电性的优点。超细银粉的制备中采用了添加高分子保护剂PVP来控制银粉粒径的大小,并有明显效果(赵斌 张国庆,超细银粉在导电涂料中的应用,涂料技术.2000,(1).-40-44黄铜系复合导电涂料的研究,林硕 吴年强,浙江大学机械系,涂料工业.1997,(2).-8-9 9.  镍基电磁屏蔽涂料的研究,吴行 饶大庆等,四川大学金属材料系,四川成都610065  应用物理系,功能材料.2001,32(3).-240-242)。
         美国生产导电涂料的厂家有Acme Chemicals&Insulating公司、Electro-Kinetic公司、Chromium  Copporation公司、BEE公司、TAB公司、Acheson Colloid公司等,英国有RE Shielding LTD(RES)公司、Nutwood UKLTD公司等,日本有神东涂料、日立化成、、昭和电工、藤昌化成等公司。绝大多数生产以镍粉、银粉、银粉和碳黑等导电填料填充的导电涂料。镍系导电涂料屏蔽效果好,价格适中,抗氧性好,为欧美国家导电涂料的主要品种。涂层厚50-70μm,体积电阻率ρv为l0-3Ω.cm;表面电阻率ρ<1Ω,屏蔽效果30-60dB(500-1000MHz),如TAB公司的ECP502X,Achenson  Coloid公司的E1ectrody440S,BBC化学公司的Isolex R65,神东涂料公司的E3063等均为此类产品。铜系导电涂料导电性好,但抗氧化性差,低频区屏蔽效果比镍系好,随着抗氧化处理技术的发展,应用逐渐增多。日本昭和电工的铜/丙烯酸树脂导电涂料CoPalexl00,由于对铜进行了特殊处理,长期导电性好,用量仅为镍系涂料的一半。银系导电涂料屏蔽效果最好,可达65dB以上,但成本太高,应用受到限制。日本神东涂料公司的K—3040,英国RFS司的RFS-28Ag即为组系导电涂料。银/铜系导电涂料的导电填料为镀银铜粉,涂层厚度30μm的屏蔽效果与60μm的镍系涂料相当,价格适中。RSF公司的RSF-31Cu/Ag,RFS-36Ag/Cu就是这类产品。碳系导电涂料主要用高导电性炭黑做填料。由于这类导电涂料的导电性相对较差,用作EMI屏蔽材料不很理想。目前,国外导电涂料研究开发的主要方向是开发高导电性、低成本的导电填料。国内导电涂料的开发研究近年主要着眼解决抗静电问题,导电涂料多以碳系材料为导电填料,导电性不高,但价格较低,主要用于化工、石油、煤炭等行业,估计已有几百吨的用量。但对于家电/电子产品和军工以及航空/航天领域用的EMI屏蔽高导电涂料,尚未见批量生产的报道,开发研究也仅局限在上海交大、浙江大学、四川联大、吉林大学等少数高校(张兴义,导电涂料国内外的发展概况,广州电器科学研究所,电机电器技术.2000,(3).-33-36)。
         电子器件集成化和小型化的发展对作为电极材料的银浆提出更高的要求。纳米微粒因其特殊的结构,使之产生小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,从而具有传统材料所不具备的物理、化学性质。纳米银粉具有很高的表面活性及催化性能,而被广泛用于催化剂以及超低温制冷机稀释剂。同时,由于其特殊的物理和化学性质,在免疫分析、传感器研制、分子电子学等方面也得到了广泛的应用。此外,在化纤中加入少量的纳米银,可以改善化纤制品的某些性能,并使其具有很强的杀菌能力,因此研究超细银粉的制备方法和工艺,具有重要的意义。
        常规粉末雾化制备技术有气雾化、 水雾化、 离心雾化、 等离子旋转电极雾化等, 主要用于制备有色金属(Al、Cu、Z n、S n、Ni 等) 、 黑色金属( Fe、 钢等) 及不锈钢等粉末。金属液体的雾化和金属液滴的凝固冷却是制备粉末的关键, 也是一个多因素关联极其复杂的过程。
        中国专利申请CN01139141.3 公开了一种树枝状超细银粉,其平均团聚尺寸为1-10μm,单个枝的尺寸大小为40nm-300nm。该树枝状超细银粉是这样制备的,首先制备超细铜粉,然后在超细铜粉的悬浊液中加入定量的高分子保护的银离子,使银离子与铜发生置换反应,即得到树枝状超细的纯银粉。所说的树枝状超细银粉。采用GB15979-1995的方法对所获得的树枝状超细银粉进行抗菌实验,结果为:银粉的浓度为100ppm,菌浓度小于107/ml数量级时杀菌率可达100%。

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