微纳级银包铜颗粒的快速制备及其导电性能*

doi:10.11901/1005.3093.2015.629

材料研究学报

2016, Vol. 30

Issue (12): 903-908 DOI: 10.11901/1005.3093.2015.629

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微纳级银包铜颗粒的快速制备及其导电性能*

才滨,张哲娟(

),孙卓

华东师范大学物理与材料科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心上海 200062

Preparation of Micro-nano-sized Cu-Ag Core-shell Particles by a Quick-making Method and their Conductivity

Bin CAI,Zhejuan ZHANG(

),Zhuo SUN

School of Physics and Materials Science, Engineering Research Center for Nanophotonics and Advanced Instrument, Ministry of Education, East China Normal University, Shanghai 200062, China

引用本文:

才滨,张哲娟,孙卓. 微纳级银包铜颗粒的快速制备及其导电性能*[J]. 材料研究学报, 2016, 30(12): 903-908.
Bin CAI, Zhejuan ZHANG, Zhuo SUN. Preparation of Micro-nano-sized Cu-Ag Core-shell Particles by a Quick-making Method and their Conductivity[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2016, 30(12): 903-908.

全文: PDF(4527 KB) HTML

摘要:

提出一种制备银包铜(Cu-Ag)核壳颗粒的一步化学置换法。使用成本较低的柠檬酸三纳(SC)作为还原剂和螯合剂, 用明胶(Gelatin)作为分散剂, 硫酸银(Ag₂SO₄)为Ag源, 用一步化学置换法制备银包铜(Cu-Ag)核壳颗粒, 研究了Ag₂SO₄和SC用量对Cu-Ag颗粒包覆效果和抗氧化性能的影响。结果表明, SC的剂量直接影响表面包裹的Ag颗粒形貌和均匀度。Ag₂SO₄剂量越大则Cu表面的Ag包裹量越大, 导电性越好。当SC的剂量为1.5 g, Ag₂SO₄的剂量为8.0 g时Cu-Ag颗粒包覆效果好且电阻较低(仅为1.1 Ω), 因此可尽量降低Ag的消耗量提高颗粒的导电性。

关键词 ：金属材料, 银包铜金属颗粒, 核壳结构, 螯合剂, 导电性

Abstract：

Micro- and nano-sized Cu and Ag core-shell particles were fabricated by a simple and quick-making method with copper micro-particles, gelatin and silver sulfate (Ag₂SO₄) as raw materials, and citric acid trisodium (SC) as reducing- and chelating-agent. The influence of SC and Ag₂SO₄ on the morphologies and oxidation resistance of Cu-Ag particles were investigated. The results showed that the dosage of SC directly affected the uniformity and morphology of the Ag coated Cu particles. The more the Ag₂SO₄ was used, the lower the conductive resistance was for the prepared particles. With dosages of 1.5 g and 8.0 g for SC and Ag₂SO₄respectively, the Cu- particles could be covered by Ag nanoparticles completely to form core-shell structured Cu-Ag particles, thereafter, the electrical resistance of sheets made of which can reach as low as 1.1Ω.

Key words： metallic materials Ag coated Cu particles core-shell particles chelating agent conductivity

收稿日期: 2015-11-17

基金资助:* 国家青年自然基金资助项目11204082, 上海市自然基金项目16ZR1410700, 上海市闵行区企校合作项目2015MH218和华东师范大学研究生科研创新实践YJSKC2015-32资助项目

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图1 原始Cu粉的粒径分布和SEM照片

图2 不同SC剂量下制备的Cu-Ag颗粒SEM照片

图3 SC的含量为1.5 g时制备的Cu-Ag粉末的XRD衍射图谱

图4 SC含量为1.5 g时制备的样品线扫描SEM和线扫描能谱分布

图5 不同Ag2SO4剂量下制备的Cu-Ag产物的形貌

图6 不同Ag2SO4剂量下制备的Cu-Ag产物中Ag的EDS能量比重

表1 不同SC和Ag2SO4剂量Cu-Ag样品的方块电阻

图7 Ag2SO4剂量为8.0 g时制备的Cu-Ag样品在150℃烧结30 min后的SEM照片

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