China Powder Network News „Ceneaua de jad Luoshan este cea mai romantică, iar grătarul de argint este introdus oblic pentru a înfășura capul încet”. Argintul apare de obicei în ochii tuturor sub formă de bijuterii. Dar în industrie, pulberea de argint poate fi folosită în echipamente electrice și electronice, lipire, catalizator, medicină și sănătate, ambalare, conservarea lemnului, purificarea apei, pastă de argint pentru celule solare și alte domenii. În special în industria electronică, pulberea de argint este cea mai utilizată pulbere de metal prețios, folosită în principal în pasta electronică.
Sursa imagine: Xi'an Hongxing Electronic Paste
Pasta electronică este un fel de pastă vâscoasă preparată dintr-o anumită proporție dintr-o pulbere de fază conductivă, liant, solvent și agent auxiliar. Este un material electronic funcțional care integrează material, metalurgie, industria chimică și tehnologia electronică. Datorită bunei sale conductivitati electrice, pulberea de argint joacă un rol central ca fază conductivă în pasta electronică, iar morfologia, structura și caracteristicile dimensiunii particulelor vor afecta performanța pastei. Prin urmare, tehnologia de preparare a pulberii de argint este deosebit de importantă.
Clasificarea pulberii de argint
Pulberea de argint este împărțită în principal în pulbere de argint fulgi, pulbere de argint sferică și pulbere de argint dendritică. Imaginile SEM sunt după cum urmează:
De sus în jos sunt imaginile SEM ale pulberii de argint în fulgi, pulberii sferice de argint și pulberii dendritice de argint
◆Pudra sferică de argint are sfericitate mare, iar pasta de argint preparată din pulberea sferică de argint are o fluiditate bună și poate trece prin liniile fine ale rețelei electrodului pozitiv. Proprietățile pulberii sferice de argint pot satisface cererea de pastă de argint frontală pentru pulberea de argint. Studiul a constatat că diferite metode de producție a pulberii sferice de argint și tratarea suprafeței pot afecta performanța pastei de argint. Pentru a răspunde mai bine nevoilor pastei frontale de argint, pulberea sferică de argint se dezvoltă în prezent către un grad ridicat de sferoidizare și netezime controlabilă.
◆Pudra de argint în fulgi este produsă în principal prin prelucrarea pulberii sferice de argint. Datorită structurii sale unice bidimensionale, aria de contact a acestui tip de pulbere de argint în pasta de argint este mai mare decât cea a pulberii de argint cu alte morfologii, iar pasta de argint obținută are o rezistență mai mică și o conductivitate electrică mai bună. În același timp, pulberea de argint în fulgi are o structură de fulgi în pasta de argint, ceea ce poate îmbunătăți compactitatea sinterizării pastei de argint. În același timp, suprafața pulberii de argint în fulgi este mai mare decât a altor pulberi de argint, ceea ce înseamnă că pasta de argint făcută din pulbere de argint în fulgi de aceeași calitate are o suprafață de acoperire mai mare, astfel încât să poată reduce conținutul de argint din pasta de argint și grosimea stratului în același timp. menține o bună conductivitate electrică. Ca materie primă a pastei de argint din spate, pulberea de argint în fulgi poate menține rezistivitate scăzută, reducând în același timp costul pastei de argint. Cu toate acestea, din cauza fluidității slabe a pastei de argint preparată, aceasta nu poate fi utilizată pentru electrozii de argint pozitivi cu linii de grilă extrem de subțiri.
◆Pudra de argint dendrită se formează prin agregarea spontană a particulelor de pulbere de argint într-o structură dendritică foarte ordonată. Unii cercetători au studiat aplicarea pulberii dendritice de argint în pasta de argint și au descoperit că pulberea dendritică de argint nu este potrivită pentru pasta de argint conductivă. Conform cercetărilor, pelicula groasă formată prin sinterizarea pastei de argint preparată din pulbere de argint dendritică este prea slabă și are o conductivitate electrică slabă. Acest lucru se datorează faptului că energia de suprafață a pulberii de argint dendritic este prea mare și este ușor de aglomerat, ceea ce duce la slaba capacitate a pastei de argint din pulberea de argint dendritic de a trece prin ecran în timpul imprimării, iar pasta de argint se micșorează. serios în timpul sinterizării. Performanța este, de asemenea, foarte slabă, iar pulberea dendritică de argint nu este utilizată în general în pasta de argint a celulelor solare.
Pulbere de argint pentru pasta electronica de argint
În prezent, pulberea de argint folosită în pasta electronică este în mare parte pulbere de argint ultrafină, iar morfologia sa este în general pulbere de argint sferică și pulbere de argint fulgi. Dacă dimensiunea particulelor pulberii de argint este prea mare sau prea mică, proprietățile și conductivitatea pastei de argint vor fi afectate, deci este necesar să se controleze dimensiunea particulelor pulberii de argint într-un interval adecvat. Pentru a obține un efect mai bun, o singură dimensiune a particulei de pulbere de argint nu poate fi utilizată la prepararea pulberii de argint, iar particulele de dimensiune mare și particule de argint de dimensiuni mici trebuie să fie umplute între ele pentru a asigura o zonă de contact suficientă. La formularea pastei de argint, pulbere de argint amestecată cu o dimensiune a particulelor cuprinsă între 0,2 și 4 μm este în general utilizată pentru a se asigura că particulele mici de pulbere de argint pot umple golurile dintre particulele mari de pulbere de argint, astfel încât pasta de argint are o compactitate mai bună.
Tehnologia de preparare a pulberii de argint pentru pasta electronică de argint
Conform esenței procesului de măcinare, metodele de preparare a pulberii de argint pot fi împărțite aproximativ în metode fizice și metode chimice.
1 Fizica
Metoda fizică produce doar modificări fizice la pulberea de argint, iar urmele de reacție chimică sunt cauzate de oxidarea locală. Metoda fizică învinge forța de legătură metalică dintre cristalele de argint și forța van der Waals dintre particule, nu introduce alte impurități și împarte cristalul de argint în particule fine la infinit cu ajutorul energiei furnizate de forța externă. La prepararea pulberii ultrafine de argint, metodele fizice utilizate în mod obișnuit includ ablația cu laser, atomizarea și măcinarea cu bile de înaltă energie.
1.1 Metoda de ablație cu laser
Un laser pulsat este folosit pentru a elimina o țintă de argint metalic pentru a obține particule la scară nanometrică dispersate într-un lichid. Tehnologia de ablație cu laser este simplă și rapidă, particulele preparate sunt pure, iar stabilitatea și controlabilitatea sunt ridicate. Figura 1 este o diagramă schematică a unui dispozitiv de ablație cu laser în nanosecunde. Un generator laser este folosit pentru a lovi un laser focalizat continuu pe o placă de argint pur. Placa de argint pur este plasată într-un mediu lichid care conține un dispersant, iar laserul bombardează ținta. Nanoparticulele sunt pulverizate din material și în cele din urmă dispersate uniform în mediul lichid.
Figura 1 Diagrama schematică a unei ablații cu laser în nanosecunde
1.2 Frezare cu bile de mare energie
Măcinarea cu bile de înaltă energie este o metodă de pulverizare mecanică. Bucăți mici de material sau pulbere grosieră pretratată sunt zdrobite, zdrobite și măcinate cu o moară cu bile pentru a obține o pulbere de metal mai fină sau pulbere de aliaj, care este metoda principală de preparare a pulberii de argint în fulgi. Când moara cu bile se rotește, sub acțiunea forței centrifuge, bila cade în mod natural sub gravitație, pe măsură ce cilindrul se ridică la punctul înalt, iar materialul este zdrobit de frecarea dintre minge și minge și de impactul bilei care căde. .
1.3 Metoda de atomizare
Metoda de atomizare este de a zdrobi lichidul de metal topit din dispozitivul de atomizare prin fluxul de aer de înaltă presiune, iar lichidul de metal zdrobit se stropește în nenumărate particule sferice mici, iar în cele din urmă pulberea este colectată de mediul de răcire. Pulberea metalică obținută prin metoda obișnuită de atomizare este relativ grosieră, în general 0.5~1mm. Pentru a obține o pulbere ultrafină mai fină, metalul topit curge din recipientul de lichid în jgheab, iar apoi lichidul este trimis către banda transportoare care curge din jgheab. , lichidul de curgere este zdrobit și cade în mediul de răcire. Metodele de atomizare includ atomizarea gazului, atomizarea apei, atomizarea centrifugă și atomizarea în vid.
2 Metoda chimică
Aglomerarea pulberii este cea mai mare problemă de rezolvat în procesul de măcinare. Pulberea superfină are o suprafață mare și se va aglomera spontan pentru a reduce suprafața și a obține o stare stabilă. Costul preparării pulberilor metalice prin metode fizice este relativ mare. Metoda de măcinare cu bile este ușor de introdus noi impurități, iar dimensiunea particulelor de măcinare cu bile este limitată. Metoda de ablație cu laser nu poate fi utilizată pentru producția la scară largă, iar procesul este complicat și costisitor. Metoda de atomizare este utilizată pentru producția în masă de pulbere grosieră. Nu este potrivit pentru pulberi fine. Pulberea de argint pentru pasta electronică are cerințe stricte de performanță, necesitând morfologie obișnuită, dimensiune mică a particulelor, distribuție uniformă a dimensiunii particulelor, dispersibilitate ridicată și densitate mare a robinetului.
Există mulți factori controlabili în metoda chimică, iar pulberea de argint cu proprietăți diferite poate fi produsă prin controlul condițiilor de reacție. Nuclearea și creșterea nucleării sunt necesare în procesul de tranziție de fază. În prezent, există diverse metode și teorii pentru a controla procesele de nucleare și creștere în tranziția de fază. Principalele metode chimice de preparare a pulberii ultrafine de argint sunt: metoda de reducere în fază lichidă, metoda de conversie a precipitației în fază lichidă și metoda de microemulsie. pulbere de argint.
2.1 Metoda de reducere a fazei lichide
Metoda este că se adaugă un agent reducător la soluția de sare de argint, iar ionii de argint sunt reduși la element de argint prin controlul condițiilor reacției de reducere. Sarea de argint este complet dizolvată în lichid pentru a forma o fază lichidă omogenă, iar agentul reducător poate fi selectat dintre agenții reducători anorganici sau organici. Pentru a prepara pulberea ultrafină de argint, un anumit agent de dispersie sau de protecție este adesea adăugat la sistemul de reducere pentru a reduce aglomerarea particulelor de argint. Metoda de reducere chimică în fază lichidă utilizează soluție de azotat de argint sau soluție de amoniac de argint ca precursor de oxidant și reduce particulele de argint prin controlul temperaturii și pH-ului procesului de reacție. După reducere, pulberea de argint obţinută a fost filtrată, spălată şi uscată pentru a obţine pulberea de argint.
2.2 Metoda microemulsiei
Microemulsia este formată din două lichide nemiscibile și este un sistem de dispersie stabil termodinamic, izotrop, transparent sau translucid, unul sau două stabilizate microscopic de o peliculă de interfață cu surfactant. Picături de lichid. Aceste picături stabile constituie un reactor minuscul cu un diametru între zeci de nanometri. Atunci când soluția de agent reducător și soluția de nitrat de argint sunt amestecate în aceste reactoare minuscule în același timp, pulberea de nano-argint poate fi redusă spontan, iar filmul cu micro-picături este înconjurat de surfactant, astfel încât nucleele de nano-argint formate nu va difuza spre exterior și nu se va aglomera. Metoda microemulsiei este o metodă specială în metoda reducerii în fază lichidă. Ambele sunt reacții care apar într-un sistem în fază lichidă pură, dar metoda microemulsiei este o combinație a doi solvenți nemiscibili. Pulberea de argint preparată este după cum urmează. La scară nanometrică, dimensiunea particulelor este mai fină și mai uniformă.
2.3 Metoda de conversie a precipitațiilor în fază lichidă
În această metodă, azotatul de argint este transformat în precipitate de argint, cum ar fi clorură de argint, carbonat de argint, acetat de argint și oxid de argint, iar precipitatele sunt reduse într-un mediu în fază lichidă prin adăugarea unui agent reducător pentru a obține pulbere de argint. Pulberea de argint poate fi, de asemenea, descompusă direct prin metoda de descompunere termică. De exemplu, clorura de argint începe să se descompună la 200 de grade, iar descompunerea este cea mai violentă la 400 de grade. După mai mult de 500 de grade, practic nu mai rămâne clorură de argint, iar temperatura crește pentru a provoca volatilizarea. Pentru a preveni volatilizarea la temperaturi ridicate, se poate adăuga agent de topire carbonat de sodiu.
În comparație cu metoda de reducere pură în fază lichidă, metoda de conversie a precipitației în fază lichidă poate reduce potențialul electrodului de reducere al argintului, astfel încât majoritatea agenților reducători pot reduce pulberea de argint. Faza de precipitare ca fază părinte oferă locul de nucleare și energia de nucleare și este mai ușor să precipitați pulberea de argint. Metoda de transformare a precipitațiilor poate adăuga un agent de protecție în timpul preparării precipitației și poate controla strict dimensiunea particulelor și morfologia precipitației. Capacitatea de legare a ionilor de argint și a altor anioni este foarte puternică, iar precipitatele formate se aglomerează în flocuri, care se vor dispersa la reducerea pulberii de argint.
rezumat
Până acum, pulberea de argint a obținut multe realizări în cercetarea pastei conductoare de argint, dar mai sunt multe probleme de explorat. În plus, pulberea de argint preparată prin diferite metode de proces are propriile avantaje și dezavantaje, astfel încât cercetătorii trebuie să acorde atenție optimizării procesului de pulbere de argint, pentru a pregăti pulberea de argint cu performanțe mai bune pentru a satisface cererea în creștere de pastă electronică de argint .
Sursa de referinta:
[1] Liu Zhongqi, Liu Chunsong și colab. Revizuirea procesului de preparare a pulberii de argint pentru pastă electronică. 2014.
【2】Dong Ge, et al. Efectul proprietăților pulberii de argint asupra pastei de celule solare. Materiale funcționale. 2021.
【3】Su Shaojing. Prepararea pulberii de argint pentru pastă electronică prin metoda reducerii chimice și cercetarea proprietăților acesteia. 2018.
(Editat de China Powder Network/Xingyao)
Notă: Imaginile nu sunt pentru uz comercial, vă rugăm să informați și să ștergeți dacă există vreo încălcare!