China Powder Network Haberleri "Luoshan yeşim kemeri en romantik olanıdır ve gümüş ızgara kafayı yavaşça sarmak için eğik olarak yerleştirilir." Gümüş genellikle herkesin gözü önünde mücevher şeklinde görünür. Ancak sanayide, gümüş tozu elektrikli ve elektronik cihazlarda, lehimde, katalizörde, ilaç ve sağlıkta, paketlemede, ahşap korumada, su arıtmada, güneş pili gümüş macununda ve diğer alanlarda kullanılabilir. Özellikle elektronik endüstrisinde gümüş tozu en yaygın olarak kullanılan değerli metal tozudur ve ağırlıklı olarak elektronik pasta yapımında kullanılır.
Görüntü kaynağı: Xi'an Hongxing Elektronik Yapıştır
Elektronik macun, iletken fazdaki toz, bağlayıcı, çözücü ve yardımcı ajanın belirli oranlarda karıştırılmasıyla hazırlanan bir tür viskoz macundur. Malzeme, metalurji, kimya endüstrisi ve elektronik teknolojisini entegre eden elektronik fonksiyonel bir malzemedir. İyi elektriksel iletkenliği nedeniyle, gümüş tozu elektronik pastada iletken bir faz olarak merkezi bir rol oynar ve morfolojisi, yapısı ve parçacık boyutu özellikleri pastanın performansını etkiler. Bu nedenle, gümüş tozunun hazırlama teknolojisi özellikle önemlidir.
Gümüş tozu sınıflandırması
Gümüş tozu esas olarak pul gümüş tozu, küresel gümüş tozu ve dendritik gümüş tozuna bölünmüştür. SEM görüntüleri aşağıdaki gibidir:
Yukarıdan aşağıya pul gümüş tozu, küresel gümüş tozu ve dendritik gümüş tozunun SEM görüntüleridir.
◆Küresel gümüş tozu yüksek küreselliğe sahiptir ve küresel gümüş tozundan hazırlanan gümüş macun iyi akışkanlığa sahiptir ve pozitif elektrot kuyusunun ince ızgara çizgilerinden geçebilir. Küresel gümüş tozunun özellikleri, gümüş tozu için ön gümüş pasta talebini karşılayabilir. Çalışma, farklı küresel gümüş tozu üretim yöntemlerinin ve yüzey işleminin gümüş pastanın performansını etkileyebileceğini buldu. Ön gümüş pastanın ihtiyaçlarını daha iyi karşılamak için, küresel gümüş tozu şu anda yüksek derecede küreselleşme ve kontrol edilebilir pürüzsüzlüğe doğru gelişiyor.
◆Pul gümüş tozu esas olarak küresel gümüş tozunun işlenmesiyle üretilir. Eşsiz iki boyutlu yapısı nedeniyle, bu tip gümüş tozunun gümüş pastasındaki temas alanı, diğer morfolojilere sahip gümüş tozundan daha büyüktür ve elde edilen gümüş pastanın direnci daha düşük ve elektrik iletkenliği daha iyidir. Aynı zamanda, pul gümüş tozu, gümüş pastanın sinterlenmesinin kompaktlığını artırabilen gümüş pastasında bir pul yapısına sahiptir. Aynı zamanda, pul gümüş tozunun yüzey alanı diğer gümüş tozlarından daha büyüktür, bu da aynı kalitede pul gümüş tozundan yapılan gümüş macunun daha büyük bir kaplama alanına sahip olduğu anlamına gelir, böylece gümüş içeriğini azaltabilir. gümüş macun ve kaplama kalınlığı aynı anda. iyi elektriksel iletkenlik sağlar. Arka gümüş pastanın hammaddesi olan pul gümüş tozu, gümüş pastanın maliyetini düşürürken düşük direnci koruyabilir. Ancak hazırlanan gümüş pastanın akışkanlığının zayıf olması nedeniyle aşırı ince ızgara çizgileri olan pozitif gümüş elektrotlar için kullanılamaz.
◆Dendrit gümüş tozu, gümüş tozu parçacıklarının yüksek düzeyde düzenli bir dendritik yapı halinde kendiliğinden toplanmasıyla oluşturulur. Bazı bilim adamları, dendritik gümüş tozunun gümüş macun içinde uygulanmasını incelediler ve dendritik gümüş tozunun iletken gümüş macun için uygun olmadığını buldular. Araştırmaya göre, dendritik gümüş tozundan hazırlanan gümüş macunun sinterlenmesiyle oluşan kalın film çok gevşek ve elektrik iletkenliği zayıf. Bunun nedeni, dendritik gümüş tozunun yüzey enerjisinin çok büyük olması ve yığılmasının kolay olmasıdır, bu da dendritik gümüş tozundan yapılan gümüş macunun baskı sırasında elekten geçme kabiliyetinin zayıf olmasına yol açar ve gümüş macunu küçülür. sinterleme sırasında ciddi şekilde Performansı da çok düşüktür ve dendritik gümüş tozu genellikle güneş pillerinin gümüş pastasında kullanılmaz.
Elektronik gümüş macun için gümüş tozu
Şu anda, elektronik macunda kullanılan gümüş tozu çoğunlukla ultra ince gümüş tozudur ve morfolojisi genellikle küresel gümüş tozu ve pul gümüş tozudur. Gümüş tozunun parçacık boyutu çok büyük veya çok küçükse, gümüş macununun özellikleri ve iletkenliği etkilenecektir, bu nedenle gümüş tozunun parçacık boyutunu uygun bir aralıkta kontrol etmek gerekir. Daha iyi bir etki elde etmek için, gümüş tozunun hazırlanmasında tek bir parçacık boyutunda gümüş tozu kullanılamaz ve yeterli temas alanını sağlamak için büyük parçacık boyutu ve küçük parçacık boyutundaki gümüş parçacıklarının birbirleriyle doldurulması gerekir. Gümüş macunu formüle ederken, partikül boyutu 0.2 ila 4 μm arasında değişen karışık gümüş tozu genellikle küçük gümüş tozu parçacıklarının büyük gümüş tozu parçacıkları arasındaki boşlukları doldurabilmesini sağlamak için kullanılır; gümüş macun daha iyi kompaktlığa sahiptir.
Elektronik gümüş macun için gümüş tozu hazırlama teknolojisi
Öğütme işleminin özüne göre gümüş tozu hazırlama yöntemleri kabaca fiziksel yöntemler ve kimyasal yöntemler olarak ikiye ayrılabilir.
1 Fizik
Fiziksel yöntem sadece gümüş tozunda fiziksel değişiklikler üretir ve eser kimyasal reaksiyona lokal oksidasyon neden olur. Fiziksel yöntem, gümüş kristaller arasındaki metal bağ kuvveti ile parçacıklar arasındaki van der Waals kuvvetinin üstesinden gelir, başka safsızlıklar getirmez ve dış kuvvetin sağladığı enerji yardımıyla gümüş kristali sonsuz ince parçacıklara böler. Ultra ince gümüş tozunun hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan fiziksel yöntemler arasında lazerle ablasyon, atomizasyon ve yüksek enerjili bilyeli öğütme yer alır.
1.1 Lazer ablasyon yöntemi
Bir sıvı içinde dağılmış nano ölçekli partiküller elde etmek için metalik gümüş bir hedefi kesmek için darbeli bir lazer kullanılır. Lazer ablasyon teknolojisi basit ve hızlıdır, hazırlanan partiküller saftır ve stabilite ve kontrol edilebilirliği yüksektir. Şekil 1, bir nanosaniye lazer ablasyon cihazının şematik bir diyagramıdır. Saf bir gümüş plaka üzerinde sürekli odaklanmış bir lazeri vurmak için bir lazer jeneratörü kullanılır. Saf gümüş plaka, bir dağıtıcı içeren sıvı bir ortama yerleştirilir ve lazer hedefi bombalar. Nanoparçacık malzemeden püskürtülür ve sonunda sıvı ortamda homojen bir şekilde dağılır.
Şekil 1 Bir nanosaniye lazer ablasyonunun şematik diyagramı
1.2 Yüksek enerjili bilyalı frezeleme
Yüksek enerjili bilyalı öğütme, mekanik bir toz haline getirme yöntemidir. Küçük malzeme parçaları veya ön işlemden geçirilmiş kaba toz, pul gümüş tozu hazırlamanın ana yöntemi olan daha ince metal tozu veya alaşım tozu elde etmek için bir bilyalı değirmen tarafından ezilir, ezilir ve öğütülür. Bilyalı değirmen döndüğünde, merkezkaç kuvvetinin etkisi altında, silindir yüksek noktaya yükseldikçe top doğal olarak yerçekimi altına düşer ve malzeme, top ile top arasındaki sürtünme ve düşen topun etkisi ile ezilir. .
1.3 Atomizasyon yöntemi
Atomizasyon yöntemi, atomizasyon cihazındaki erimiş metal sıvıyı yüksek basınçlı hava akışı yoluyla ezmektir ve ezilmiş metal sıvısı sayısız küçük küresel parçacıklara sıçrar ve son olarak toz soğutma ortamı tarafından toplanır. Sıradan atomizasyon yöntemiyle elde edilen metal tozu nispeten kabadır, genellikle 0.5~1 mm. Daha ince ultra ince toz elde etmek için, erimiş metal sıvı kabından oluğa akar ve ardından sıvı şuttan akan konveyör bandına gönderilir. , akış sıvısı ezilir ve soğutma ortamına düşer. Atomizasyon yöntemleri arasında gaz atomizasyonu, su atomizasyonu, merkezkaç atomizasyonu ve vakum atomizasyonu yer alır.
2 Kimyasal yöntem
Tozun aglomerasyonu, öğütme işleminde çözülmesi gereken en büyük problemdir. Çok ince toz, geniş bir yüzey alanına sahiptir ve yüzey alanını azaltmak ve kararlı bir duruma ulaşmak için kendiliğinden topaklanacaktır. Metal tozlarını fiziksel yöntemlerle hazırlamanın maliyeti nispeten yüksektir. Bilyalı öğütme yöntemine yeni safsızlıklar eklemek kolaydır ve bilyeli öğütmenin parçacık boyutu sınırlıdır. Lazer ablasyon yöntemi büyük ölçekli üretim için kullanılamaz ve süreç karmaşık ve maliyetlidir. Atomizasyon yöntemi, kaba tozun seri üretimi için kullanılır. İnce tozlar için uygun değildir. Elektronik macun için gümüş tozu, düzenli morfoloji, küçük parçacık boyutu, düzgün parçacık boyutu dağılımı, yüksek dağılabilirlik ve yüksek musluk yoğunluğu gerektiren katı performans gereksinimlerine sahiptir.
Kimyasal yöntemde kontrol edilebilir birçok faktör vardır ve reaksiyon koşulları kontrol edilerek farklı özelliklerde gümüş tozu üretilebilir. Faz geçiş sürecinde çekirdeklenme ve çekirdeklenme büyümesi gereklidir. Halihazırda, faz geçişinde çekirdeklenme ve büyüme süreçlerini kontrol etmek için çeşitli yöntemler ve teoriler bulunmaktadır. Ultra ince gümüş tozu hazırlamak için ana kimyasal yöntemler şunlardır: sıvı faz indirgeme yöntemi, sıvı faz çökeltme dönüştürme yöntemi ve mikroemülsiyon yöntemi. gümüş tozu.
2.1 Sıvı faz indirgeme yöntemi
Yöntem, gümüş tuzu çözeltisine bir indirgeme maddesinin eklenmesi ve indirgeme reaksiyonunun koşulları kontrol edilerek gümüş iyonlarının gümüş elemente indirgenmesidir. Gümüş tuzu, homojen bir sıvı faz oluşturmak için sıvı içinde tamamen çözülür ve indirgeyici madde, inorganik veya organik indirgeyici maddelerden seçilebilir. Ultra ince gümüş tozu hazırlamak için, gümüş parçacıklarının aglomerasyonunu azaltmak için indirgeme sistemine genellikle belirli bir dağıtıcı veya koruyucu madde eklenir. Sıvı fazlı kimyasal indirgeme yöntemi, oksitleyici öncü olarak gümüş nitrat çözeltisi veya gümüş amonyak çözeltisi kullanır ve reaksiyon sürecinin sıcaklığını ve pH'ını kontrol ederek gümüş parçacıklarını azaltır. İndirgemeden sonra elde edilen gümüş tozu süzüldü, yıkandı ve kurutularak gümüş tozu elde edildi.
2.2 Mikroemülsiyon yöntemi
Mikroemülsiyon, birbiriyle karışmayan iki sıvıdan oluşur ve termodinamik olarak kararlı, izotropik, şeffaf veya yarı saydam bir dispersiyon sistemidir, bir veya iki yüzey aktif madde arayüz filmi ile mikroskobik olarak stabilize edilmiştir. Sıvı damlacıklar. Bu kararlı damlacıklar, çapı onlarca nanometre arasında olan küçük bir reaktör oluşturur. İndirgeyici ajan çözeltisi ve gümüş nitrat çözeltisi bu küçük reaktörlerde aynı anda karıştırıldığında, nano-gümüş tozu kendiliğinden indirgenebilir ve mikro-damlacık filmi yüzey aktif madde ile çevrilidir, böylece oluşan nano-gümüş çekirdekleri dışa doğru yayılmayacak ve aglomera olmayacaktır. Mikroemülsiyon yöntemi, sıvı faz indirgeme yönteminde özel bir yöntemdir. Her ikisi de saf sıvı faz sisteminde meydana gelen reaksiyonlardır, ancak mikroemülsiyon yöntemi birbiriyle karışmayan iki çözücünün birleşimidir. Hazırlanan gümüş tozu aşağıdaki gibidir. Nano ölçekli, parçacık boyutu daha ince ve düzgün.
2.3 Sıvı fazlı çökeltme dönüştürme yöntemi
Yöntemde, gümüş nitrat, gümüş klorür, gümüş karbonat, gümüş asetat ve gümüş oksit gibi gümüş çökeltilere dönüştürülür ve çökeltiler, gümüş tozu elde etmek için bir indirgeyici madde eklenerek sıvı faz ortamında indirgenir. Gümüş tozu ayrıca termal ayrıştırma yöntemiyle doğrudan ayrıştırılabilir. Örneğin, gümüş klorür 200 derecede ayrışmaya başlar ve ayrışma en şiddetli olanı 400 derecededir. 500 dereceden sonra, temelde gümüş klorür kalmaz ve sıcaklık yükselir ve buharlaşmaya neden olur. Yüksek sıcaklıkta buharlaşmayı önlemek için Eritme maddesi sodyum karbonat eklenebilir.
Saf sıvı faz indirgeme yöntemiyle karşılaştırıldığında, sıvı faz çökeltme dönüştürme yöntemi, gümüşün indirgeme elektrot potansiyelini azaltabilir, böylece çoğu indirgeyici ajan gümüş tozunu azaltabilir. Ana faz olarak çökelme fazı, çekirdeklenme bölgesini ve çekirdeklenme enerjisini sağlar ve gümüş tozunun çökeltilmesi daha kolaydır. Çökeltme dönüştürme yöntemi, çökeltmenin hazırlanması sırasında koruyucu bir madde ekleyebilir ve çökeltinin parçacık boyutunu ve morfolojisini sıkı bir şekilde kontrol edebilir. Gümüş iyonlarının ve diğer anyonların bağlanma yeteneği çok güçlüdür ve oluşan çökeltiler, gümüş tozunu indirirken dağılacak olan topaklar halinde toplanır.
özet
Şimdiye kadar, gümüş tozu, iletken gümüş pasta araştırmalarında birçok başarı elde etti, ancak hala keşfedilmeyi bekleyen birçok sorun var. Ek olarak, farklı işlem yöntemleriyle hazırlanan gümüş tozunun kendi avantaj ve dezavantajları vardır, bu nedenle araştırmacıların artan elektronik gümüş pasta talebini karşılamak için daha iyi performansa sahip gümüş tozu hazırlamak için gümüş tozunun işlem optimizasyonuna dikkat etmesi gerekir. .
Referans kaynağı:
[1] Liu Zhongqi, Liu Chunsong, et al. Elektronik macun için gümüş tozu hazırlama sürecinin gözden geçirilmesi. 2014.
【2】Dong Ge, et al. Gümüş tozu özelliklerinin güneş pili macununa etkisi. Fonksiyonel Malzemeler. 2021.
【3】 Su Shaojing. Gümüş tozunun elektronik macun için kimyasal indirgeme yöntemiyle hazırlanması ve özelliklerinin araştırılması. 2018.
(Çin Toz Ağı/Xingyao tarafından düzenlendi)
Not: Görseller ticari amaçlı değildir, ihlal varsa lütfen bildiriniz ve siliniz!