專利名稱：導(dǎo)電鎳粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎳粉制備領(lǐng)域，具體而言，涉及ー種導(dǎo)電鎳粉的制備方法。
背景技術(shù)：
鎳是ー種重要的戰(zhàn)略金屬，鎳粉產(chǎn)品主要有還原鎳粉、電解鎳粉、羰基鎳粉、導(dǎo)電鎳粉、復(fù)合鎳粉及納米鎳粉等等。導(dǎo)電鎳粉廣泛應(yīng)用于如下電磁領(lǐng)域印刷線路板、導(dǎo)電膠、集成電路、電阻器、電容器、電阻網(wǎng)路、敏感元器件表面組裝等電子行業(yè)領(lǐng)域；生產(chǎn)厚膜元件的電極漿料領(lǐng)域；以及作為導(dǎo)電填料制成電磁屏蔽涂料的電磁屏蔽領(lǐng)域等。與普通鎳粉相比，導(dǎo)電鎳粉具有如下性能特征(I)粉末形貌為典型的短鏈狀或 線狀；(2)粉末的基本性能參數(shù)較普通鎳粉嚴(yán)格，粉末氧含量要求在O. 3%以下，粉末純度要求控制在99. 7%以上。目前，國內(nèi)生產(chǎn)導(dǎo)電鎳粉的企業(yè)很少，主要原因是技術(shù)和エ藝壁壘造成粉末形狀難以控制，同時(shí)生產(chǎn)安全可靠性較差。鏈狀鎳粉難以通過常規(guī)的成本較低的還原法或電解法制備，而是普遍采用羰基法進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)過程涉及劇毒的一氧化碳和羰基鎳，并且エ藝控制嚴(yán)格，設(shè)備投入大及生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在提供ー種導(dǎo)電鎳粉的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用羰基法生產(chǎn)導(dǎo)電鎳粉所存在的環(huán)保、安全隱患及生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了ー種導(dǎo)電鎳粉的制備方法。該方法包括以下步驟1)將鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎及篩選，制得粉末，其中，鎳鹽的分解溫度Td低于金屬鎳的居里溫度T。；2)在還原性氣氛下使得粉末在25(T350°C的溫度條件下分解還原，并利用磁場(chǎng)定向作用使得分解還原產(chǎn)生的鎳粉粗品定向堆積；3)在55(T700°C的溫度條件下對(duì)鎳粉粗品進(jìn)行還原燒結(jié)，得導(dǎo)電鎳粉。進(jìn)ー步地，鎳鹽是こ酸鎳或草酸鎳。進(jìn)ー步地，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為O. 05-0. 5T。進(jìn)ー步地，鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎之前，還包括干燥步驟將鎳鹽在9(T120°C溫度下烘烤6(Γ120分鐘，氣氛為空氣。進(jìn)ー步地，第一機(jī)械破碎及篩選包括采用球磨的方法將鎳鹽破碎成粉末，其中，球料質(zhì)量比為1:廣5:1，球磨時(shí)間61小時(shí)；采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)粉末進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目 400目，篩分時(shí)間60 120分鐘。進(jìn)ー步地，步驟2)中的還原性氣氛是氫氣或分解氨氣形成的。進(jìn)ー步地，步驟2)中以8 10°C /min的升溫速率升25(T350°C，分解還原的時(shí)間為120 240分鐘。進(jìn)ー步地，步驟3)中以5 8°C /min的升溫速率升55(T700°C，還原燒結(jié)的時(shí)間為6(Tl80 分鐘。進(jìn)ー步地，步驟3)中的還原燒結(jié)氣氛是氫氣或分解氨氣形成的。進(jìn)ー步地，該方法還包括4)將得到的導(dǎo)電鎳粉進(jìn)行第二機(jī)械破碎，第二機(jī)械破碎采用插碎或輕度碾磨的方法進(jìn)行。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用磁場(chǎng)定向-分步還原燒結(jié)(先分解還原，再還原燒結(jié))的方法制備導(dǎo)電鎳粉，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用羰基法生產(chǎn)導(dǎo)電鎳粉的介質(zhì)和中間產(chǎn)物ー氧化碳和羰基鎳等劇毒物質(zhì)的出現(xiàn)，因而具有安全環(huán)保的エ藝特點(diǎn)。另外，本發(fā)明導(dǎo)電鎳粉的制備方法還具有短流程，過程可控和成本低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
、
需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，提供ー種導(dǎo)電鎳粉的制備方法。該制備方法包括以下步驟1)將鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎及篩選，制得粉末，其中，鎳鹽的分解溫度Td低于金屬鎳的居里溫度Te;2)在還原性氣氛下使得粉末在25(T350°C的溫度條件下分解還原，并利用磁場(chǎng)定向作用使得分解還原產(chǎn)生的鎳粉粗品定向堆積；3)在55(T700°C的溫度條件下對(duì)鎳粉粗品進(jìn)行還原燒結(jié)，得導(dǎo)電鎳粉。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用磁場(chǎng)定向-分步還原燒結(jié)(先分解還原，再還原燒結(jié))的方法制備導(dǎo)電鎳粉，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用羰基法生產(chǎn)導(dǎo)電鎳粉的介質(zhì)和中間產(chǎn)物一氧化碳和羰基鎳等劇毒物質(zhì)的出現(xiàn)，不會(huì)對(duì)工人的生產(chǎn)安全造成威脅，不涉及有害物質(zhì)的排放，因而具有安全環(huán)保的エ藝特點(diǎn)。另外，本發(fā)明導(dǎo)電鎳粉的制備方法還具有短流程，過程可控和成本低等優(yōu)點(diǎn)。采用分步還原燒結(jié)，即先分解還原，再還原燒結(jié)，有利于磁場(chǎng)對(duì)粉末的磁化及其對(duì)粉末形貌的控制。鎳鹽粉末首先在低于鎳的居里點(diǎn)進(jìn)行中溫分解還原，其分解產(chǎn)物為含有較高氧含量的金屬鎳，在鎳的居里溫度以下，金屬鎳具有鐵磁性，易被外加磁場(chǎng)磁化，該磁化鎳粉很容易定向排列成纖維狀或鏈狀。在該階段保溫一定時(shí)間可以使得這種纖維狀或鏈狀的鎳粉脫除一部分氧形成初步燒結(jié)，維持磁化后的基本形狀。在此基礎(chǔ)上，升高溫度進(jìn)行還原燒結(jié)，起到進(jìn)ー步脫氧，滿足導(dǎo)電鎳粉對(duì)雜質(zhì)含量的要求，以及強(qiáng)化鏈狀鎳粉形貌的作用。分解溫度Td低于金屬鎳的居里溫度T。的鎳鹽均可以采用于本發(fā)明，優(yōu)選地，鎳鹽是こ酸鎳或草酸鎳，純度越純?cè)胶?，?9. 5%以上通常就可以避免雜質(zhì)物質(zhì)對(duì)后續(xù)反應(yīng)的
顯著影響。步驟3)中，在還原性氣氛下，將預(yù)處理的原料粉末進(jìn)行中溫分解還原，同時(shí)在原料粉末所處空間放置一定磁感應(yīng)強(qiáng)度B(T)的磁場(chǎng)，使得原料粉末在分解還原的同時(shí)，其還原產(chǎn)物鎳粉粗品在磁場(chǎng)作用下，經(jīng)磁化后定向堆積排列。其中，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度能夠達(dá)到使鎳粉磁化并定向排列的程度即可，優(yōu)選地，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為O. 05-0. 5T。鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎之前，還包括干燥步驟，目的是為了去鎳鹽的吸附水和/或結(jié)晶水，防止后續(xù)燒結(jié)過程中鎳鹽團(tuán)聚，影響燒結(jié)效果。優(yōu)選地，將鎳鹽在9(T120°C溫度下烘燒6(Γ120分鐘，氣氛為空氣。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，第一機(jī)械破碎及篩選包括采用球磨的方法將鎳鹽破碎成粉末，其中，球料質(zhì)量比為1:廣5:1，球磨時(shí)間61小時(shí)；采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)粉末進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目 400目，篩分時(shí)間6(Γ120分鐘，同現(xiàn)有技術(shù)中的過篩一祥，本發(fā)明選取的是篩下的粉末。當(dāng)鎳鹽的粉末在此范圍時(shí)，有利于分解反應(yīng)的充分進(jìn)行，有利于進(jìn)ー步的磁化的定向排列。步驟2)中的還原性氣氛優(yōu)選是氫氣或分解氨氣形成的，因?yàn)闅錃饣蚍纸獍睔饩哂羞€原性能好，且成本低、還原溫度低等優(yōu)點(diǎn)。步驟2)中以8 10°C /min的升溫速率升250 350で，分解還原的時(shí)間為120 240
分鐘，有利于提聞生廣效率。步驟3)中，分解還原后，撤去磁場(chǎng)進(jìn)行高溫還原燒結(jié)，使得金屬鎳粉在進(jìn)ー步脫氧除雜的過程中，在經(jīng)磁場(chǎng)定向排列的金屬鎳粉之間形成燒結(jié)頸。步驟3)中的以5l°C /min的升溫速率升至55(T700°C，還原燒結(jié)的時(shí)間為6(Γ180分鐘，適當(dāng)降低升溫速率有利于鎳粉中少量氧的充分脫除。還原燒結(jié)也是在還原性的氣氛進(jìn)行的，優(yōu)選地，步驟3)中的還原燒結(jié)氣氛是氫氣或分解氨氣形成的。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，該方法進(jìn)ー步包括將高溫還原燒結(jié)后的金屬鎳粉進(jìn)行輕度的第二機(jī)械破碎后篩分。此時(shí)的機(jī)械破碎是為了將燒結(jié)在一起的顆粒分開，因此，只需輕度的機(jī)械破碎即可，優(yōu)選地，采用插碎或輕度碾磨，篩分采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行振動(dòng)篩分?，F(xiàn)有技術(shù)中的羰基法生產(chǎn)導(dǎo)電鎳粉，設(shè)備昂貴，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生劇毒物質(zhì)，其生產(chǎn)及維護(hù)成本高昂。而采用本發(fā)明的導(dǎo)電鎳粉的制備方法，可以采用普通的原料，以及普通的還原設(shè)備即可大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，生產(chǎn)過程無任何有毒或高危物質(zhì)產(chǎn)生，有利于生產(chǎn)維護(hù)。下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)ー步說明本發(fā)明的有益效果。實(shí)施例I首先，選取分解溫度Td小于金屬鎳的居里溫度Τ。的こ酸鎳鹽為原料，純度為99. 5%。將こ酸鎳鹽進(jìn)行低溫烘燒，以除去鎳鹽吸附水或部分所含結(jié)晶水，低溫烘燒溫度為95°C，烘燒時(shí)間為60分鐘，氣氛為空氣。采用球磨エ藝將こ酸鎳鹽進(jìn)行機(jī)械破碎成粉末，球料比1:1，球磨時(shí)間8小吋，將破碎后的鎳鹽粉末采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)選擇范圍是200目，篩分時(shí)間60分鐘,選擇篩下粉末。隨后,在氫氣氣氛下,將預(yù)處理的原料粉末進(jìn)行中溫分解還原，溫度控制在280°C，同時(shí)在粉末所處空間放置磁感應(yīng)強(qiáng)度B為O. 08T的磁場(chǎng)，使得鎳鹽粉末在分解還原的同時(shí)，其還原產(chǎn)物金屬鎳粉在磁場(chǎng)作用下，經(jīng)磁化后定向排列，分解還原時(shí)間為150分鐘，升溫速率控制在8min/s。中溫分解還原后，撤去磁場(chǎng)進(jìn)行二次高溫還原燒結(jié)，使得金屬鎳粉在進(jìn)ー步脫氧除雜的過程中，在經(jīng)磁場(chǎng)定向排列的金屬鎳粉之間形成燒結(jié)頸，高溫還原燒結(jié)溫度為580°C，時(shí)間為180分鐘，升溫速率控制在5min/s，燒結(jié)氣氛選擇氫氣。最后，將高溫還原燒結(jié)后的金屬鎳粉進(jìn)行輕度的插碎后采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行振動(dòng)篩分，由此制備出導(dǎo)電鎳粉。實(shí)施例2首先，選取分解溫度Td小于金屬鎳的居里溫度T。的草酸鎳鹽為原料，純度為99. 7%。將草酸鎳鹽進(jìn)行低溫烘燒，以除去鎳鹽吸附水或部分所含結(jié)晶水，低溫烘燒溫度為 120°C，烘燒時(shí)間為60分鐘，氣氛為空氣。采用球磨エ藝將鎳鹽進(jìn)行機(jī)械破碎成粉末，球料比5:1，球磨時(shí)間6小吋，將破碎后的鎳鹽粉末采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)選擇范圍是400目，篩分時(shí)間120分鐘，選擇篩下粉末。隨后，在分解氨氣氛下，將預(yù)處理的原料粉末進(jìn)行中溫分解還原，溫度控制在340°C，同時(shí)在粉末所處空間放置磁感應(yīng)強(qiáng)度B為O. 4T的磁場(chǎng)，使得鎳鹽粉末在分解還原的同時(shí)，其還原產(chǎn)物金屬鎳粉在磁場(chǎng)作用下，經(jīng)磁化后定向排列，分解還原時(shí)間220分鐘，升溫速率控制在lOmin/s。中溫分解還原后，撤去磁場(chǎng)進(jìn)行ニ次高溫還原燒結(jié)，使得金屬鎳粉在進(jìn)ー步脫氧除雜的過程中，在經(jīng)磁場(chǎng)定向排列的金屬鎳粉之間形成燒結(jié)頸，高溫還原燒結(jié)溫度為650°C，時(shí)間為60分鐘，升溫速率控制在8min/s，燒結(jié)氣氛選擇分解氨氣。最后，將高溫還原燒結(jié)后的金屬鎳粉進(jìn)行輕度的碾磨破碎后采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行振動(dòng)篩分，由此制備出導(dǎo)電鎳粉。導(dǎo)電粉體在銅鋁泊導(dǎo)電膠帶中的應(yīng)用測(cè)得的性能指標(biāo)，如表I所示。表權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電鎳粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 .1)將鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎及篩選，制得粉末，其中，所述鎳鹽的分解溫度Td低于金屬鎳的居里溫度T。； . 2)在還原性氣氛下使得所述粉末在25(T350°C的溫度條件下分解還原，并利用磁場(chǎng)定向作用使得分解還原產(chǎn)生的鎳粉粗品定向堆積； .3)在55(T700°C的溫度條件下對(duì)所述鎳粉粗品進(jìn)行還原燒結(jié)，得所述導(dǎo)電鎳粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述鎳鹽是乙酸鎳或草酸鎳。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為.0.05-0. 5T0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎之前，還包括干燥步驟 將所述鎳鹽在9(Tl20°C溫度下烘烤6(Tl20分鐘，氣氛為空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述第一機(jī)械破碎及篩選包括 采用球磨的方法將所述鎳鹽破碎成粉末，其中，球料質(zhì)量比為1:廣5:1，球磨時(shí)間6 8小時(shí)； 采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)所述粉末進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目 400目，篩分時(shí)間6(T120分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的還原性氣氛是氫氣或分解氨氣形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中以8 10°C/min的升溫速率升25(T350°C，所述分解還原的時(shí)間為120 240分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中以5 8°C/min的升溫速率升55(T700°C，所述還原燒結(jié)的時(shí)間為6(Tl80分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的還原燒結(jié)氣氛是氫氣或分解氨氣形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 . 4)將得到的所述導(dǎo)電鎳粉進(jìn)行第二機(jī)械破碎，所述第二機(jī)械破碎采用插碎或輕度碾磨的方法進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電鎳粉的制備方法。該方法包括以下步驟1)將鎳鹽進(jìn)行第一機(jī)械破碎及篩選，制得粉末，其中，鎳鹽的分解溫度Td低于金屬鎳的居里溫度Tc；2)在還原性氣氛下使得粉末在250~350℃的溫度條件下分解還原，并利用磁場(chǎng)定向作用使得分解還原產(chǎn)生的鎳粉粗品定向堆積；3)在550~700℃的溫度條件下對(duì)鎳粉粗品進(jìn)行還原燒結(jié)，得導(dǎo)電鎳粉。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用羰基法生產(chǎn)導(dǎo)電鎳粉的介質(zhì)和中間產(chǎn)物一氧化碳和羰基鎳等劇毒物質(zhì)的出現(xiàn)，因而具有安全環(huán)保的工藝特點(diǎn)。另外，本發(fā)明導(dǎo)電鎳粉的制備方法還具有短流程，過程可控和成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22F9/22GK102658370SQ20121015874
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者陳彬 申請(qǐng)人:長沙立優(yōu)金屬材料有限公司