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。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，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)將鎳鹽進行第一機械破碎及篩選，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的溫度條件下對鎳粉粗品進行還原燒結(jié)，得導(dǎo)電鎳粉。進ー步地，鎳鹽是こ酸鎳或草酸鎳。進ー步地，磁場的磁感應(yīng)強度為O. 05-0. 5T。進ー步地，鎳鹽進行第一機械破碎之前，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。進ー步地，第一機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，球磨時間61小時；采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩對粉末進行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目 400目，篩分時間60 120分鐘。進ー步地，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，分解還原的時間為120 240分鐘。進ー步地，步驟3)中以5 8°C /min的升溫速率升55(T700°C，還原燒結(jié)的時間為6(Tl80 分鐘。進ー步地，步驟3)中的還原燒結(jié)氣氛是氫氣或分解氨氣形成的。進ー步地，該方法還包括4)將得到的導(dǎo)電鎳粉進行第二機械破碎，第二機械破碎采用插碎或輕度碾磨的方法進行。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用磁場定向-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。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。
具體實施方式
、
需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實施方式，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)將鎳鹽進行第一機械破碎及篩選，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的溫度條件下對鎳粉粗品進行還原燒結(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)，不會對工人的生產(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。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。采用分步還原燒結(jié)，即先分解還原，再還原燒結(jié)，有利于磁場對粉末的磁化及其對粉末形貌的控制。鎳鹽粉末首先在低于鎳的居里點進行中溫分解還原，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，升高溫度進行還原燒結(jié)，起到進ー步脫氧，滿足導(dǎo)電鎳粉對雜質(zhì)含量的要求，以及強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，純度越純越好，在99. 5%以上通常就可以避免雜質(zhì)物質(zhì)對后續(xù)反應(yīng)的
顯著影響。步驟3)中，在還原性氣氛下，將預(yù)處理的原料粉末進行中溫分解還原，同時在原料粉末所處空間放置一定磁感應(yīng)強度B(T)的磁場，使得原料粉末在分解還原的同時，其還原產(chǎn)物鎳粉粗品在磁場作用下，經(jīng)磁化后定向堆積排列。其中，磁場磁感應(yīng)強度能夠達到使鎳粉磁化并定向排列的程度即可，優(yōu)選地，磁場磁感應(yīng)強度為O. 05-0. 5T。鎳鹽進行第一機械破碎之前，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)明ー種典型的實施方式，第一機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，球磨時間61小時；采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩對粉末進行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目 400目，篩分時間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，有利于分解反應(yīng)的充分進行，有利于進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，因為氫氣或分解氨氣具有還原性能好，且成本低、還原溫度低等優(yōu)點。步驟2)中以8 10°C /min的升溫速率升250 350で，分解還原的時間為120 240
分鐘，有利于提聞生廣效率。步驟3)中，分解還原后，撤去磁場進行高溫還原燒結(jié)，使得金屬鎳粉在進ー步脫氧除雜的過程中，在經(jīng)磁場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)明ー種典型的實施方式，該方法進ー步包括將高溫還原燒結(jié)后的金屬鎳粉進行輕度的第二機械破碎后篩分。此時的機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)篩進行振動篩分。現(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，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。下面將結(jié)合實施例進ー步說明本發(fā)明的有益效果。實施例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，烘燒時間為60分鐘，氣氛為空氣。采用球磨エ藝將こ酸鎳鹽進行機械破碎成粉末，球料比1:1，球磨時間8小吋，將破碎后的鎳鹽粉末采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)選擇范圍是200目，篩分時間60分鐘,選擇篩下粉末。隨后,在氫氣氣氛下,將預(yù)處理的原料粉末進行中溫分解還原，溫度控制在280°C，同時在粉末所處空間放置磁感應(yīng)強度B為O. 08T的磁場，使得鎳鹽粉末在分解還原的同時，其還原產(chǎn)物金屬鎳粉在磁場作用下，經(jīng)磁化后定向排列，分解還原時間為150分鐘，升溫速率控制在8min/s。中溫分解還原后，撤去磁場進行二次高溫還原燒結(jié)，使得金屬鎳粉在進ー步脫氧除雜的過程中，在經(jīng)磁場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)后的金屬鎳粉進行輕度的插碎后采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進行振動篩分，由此制備出導(dǎo)電鎳粉。實施例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，烘燒時間為60分鐘，氣氛為空氣。采用球磨エ藝將鎳鹽進行機械破碎成粉末，球料比5:1，球磨時間6小吋，將破碎后的鎳鹽粉末采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)選擇范圍是400目，篩分時間120分鐘，選擇篩下粉末。隨后，在分解氨氣氛下，將預(yù)處理的原料粉末進行中溫分解還原，溫度控制在340°C，同時在粉末所處空間放置磁感應(yīng)強度B為O. 4T的磁場，使得鎳鹽粉末在分解還原的同時，其還原產(chǎn)物金屬鎳粉在磁場作用下，經(jīng)磁化后定向排列，分解還原時間220分鐘，升溫速率控制在lOmin/s。中溫分解還原后，撤去磁場進行ニ次高溫還原燒結(jié)，使得金屬鎳粉在進ー步脫氧除雜的過程中，在經(jīng)磁場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)后的金屬鎳粉進行輕度的碾磨破碎后采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩進行振動篩分，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)將鎳鹽進行第一機械破碎及篩選，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的溫度條件下對所述鎳粉粗品進行還原燒結(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，所述磁場的磁感應(yīng)強度為.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，所述鎳鹽進行第一機械破碎之前，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，球磨時間6 8小時； 采用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩對所述粉末進行篩分，篩網(wǎng)目數(shù)為200目 400目，篩分時間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，進一步包括 . 4)將得到的所述導(dǎo)電鎳粉進行第二機械破碎，所述第二機械破碎采用插碎或輕度碾磨的方法進行。
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)將鎳鹽進行第一機械破碎及篩選，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℃的溫度條件下對鎳粉粗品進行還原燒結(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。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。
文檔編號B22F9/22GK102658370SQ20121015874
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者陳彬 申請人:長沙立優(yōu)金屬材料有限公司