本發(fā)明涉及復合材料制備，具體涉及一種金屬復合材料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、導電材料因在電子設備、通信技術、能源和材料科學等方面的廣泛運用，是現(xiàn)代科技和工業(yè)發(fā)展的重要驅動力。導電材料分為兩類，金屬導體和非金屬導體。金屬導體的導電性來源于其具有的自由電子，而非金屬導體的導電性則來源于它們的電子結構和化學鍵。導電材料的物理性質對其在各種應用中的表現(xiàn)和效果至關重要。其中最重要的是導電性能和穩(wěn)定性。導電材料的導電性能需要滿足要求，以支持各種操作和功能，如處理信息、轉換信號和存儲數(shù)據(jù)等。穩(wěn)定性是指導電材料在不同的環(huán)境下保持其電性能的能力，例如耐高溫、耐腐蝕等。

2、隨著集成電路、電子信息通信、太陽能電池等科技領域的快速發(fā)展，電子元器件的小型化、片式化、多層化等進程加快，對以銀、金、鉑、鎳、銅等金屬粉末為主要功能相的電子漿料的需求也日益增多?？寡趸阅芎茫妼W性能優(yōu)異的電子漿料便成為了首選材料。作為應用非常廣范的電子漿料，銀系電子漿料具有優(yōu)良的導電性和良好的屏蔽效果(可達65?db以上)。但是金屬銀價格昂貴，同時銀離子在濕熱條件下會產生電遷移現(xiàn)象，從而導致涂層電阻升高，導電性降低。金屬銅價格便宜，電學性質良好，但是其氧化穩(wěn)定性差，容易被氧化失去導電性，因此無法直接成為導電漿料的導電相填料。

3、現(xiàn)有技術中通常在材料表面包覆其他物質的方法有化學氣相沉積（cvd）、物理氣相沉積（pvd）、熔融霧化法、化學鍍法、機械球磨法等。化學氣相沉積法（cvd）是利用高溫下氣相反應的原理，在材料表面沉積一層具有高導電性的材料，從而提高整體材料的導電性。但是，化學氣相沉積法材料處理工藝復雜，能耗高，均勻性一般，沉積高熔點及特殊形狀材料不適用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺點，提供了一種金屬復合材料及其制備方法和應用。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種金屬復合材料，包括第一金屬和包覆在所述第一金屬表面的第二金屬；所述金屬復合材料中，所述第二金屬的質量含量為3-70%，例如為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%或它們之間的任意值。

3、在一些實施方式中，所述金屬復合材料中，所述第二金屬的質量含量為10-65%，優(yōu)選為15-55%，進一步優(yōu)選為25-50%。

4、在一些實施方式中，所述第二金屬和所述第一金屬的質量比為0.01-2，例如為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2或它們之間的任意值。

5、在一些實施方式中，所述第二金屬和所述第一金屬的質量比為0.05-1.2。

6、在一些實施方式中，所述第二金屬和所述第一金屬的質量比為0.1-0.8。

7、在一些實施方式中，所述金屬復合材料的電阻率為15-70μω·cm，例如為20μω·cm、25μω·cm、30μω·cm、35μω·cm、40μω·cm、45μω·cm、50μω·cm、55μω·cm、60μω·cm、65μω·cm、70μω·cm或它們之間的任意值。

8、在一些實施方式中，所述金屬復合材料的電阻率為15-30μω·cm。

9、在一些實施方式中，所述金屬復合材料在200℃灼燒后的電阻率為15-100μω·cm，例如為17μω·cm、20μω·cm、23μω·cm、26μω·cm、29μω·cm、32μω·cm、35μω·cm、38μω·cm、45μω·cm、50μω·cm、60μω·cm、70μω·cm、80μω·cm、90μω·cm、100μω·cm。

10、在一些實施方式中，所述金屬復合材料在200℃灼燒后的電阻率為20-60μω·cm。

11、在一些實施方式中，所述金屬復合材料在200℃灼燒后的電阻率為20-40μω·cm。

12、在一些實施方式中，所述第一金屬選自鋁、鋅、鎳、鉍或銅中的一種或多種。

13、在一些實施方式中，所述第二金屬選自鎳、鋅、錳、金或銀中的一種或多種。

14、在一些實施方式中，所述第二金屬選自鎳、鋅、金或銀中的一種或多種。

15、第二方面，本發(fā)明提供一種本發(fā)明第三方面所述的金屬復合材料的制備方法，包括如下步驟：將含第一金屬的水溶液和含第二金屬化合物的溶液在微波處理下進行包覆。

16、在一些實施方式中，所述第二金屬化合物選自第二金屬的硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、次硫酸鹽、氯酸鹽、次氯酸鹽、高氯酸鹽、醋酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、草酸鹽、鋁酸鹽、硅酸鹽、偏硅酸鹽、氯化鹽、硫化鹽、氧化物或氫氧化物中的一種或多種。

17、在一些實施方式中，所述第二金屬鹽和所述第一金屬的質量比為0.01-2，例如為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2或它們之間的任意值。

18、在一些實施方式中，所述第二金屬化合物和所述第一金屬的質量比為0.05-1.2。

19、在一些實施方式中，所述第二金屬化合物和所述第一金屬的質量比為0.1-0.8。

20、在一些實施方式中，所述制備方法包括如下步驟：

21、s1，將含第一金屬的水溶液、分散劑、緩沖劑、ph調節(jié)劑、成膜劑混合，得到懸濁液；

22、s2，將含第二金屬化合物的溶液、還原劑與所述懸濁液混合并進行微波處理。

23、在一些實施方式中，所述緩沖劑選自硫酸銨。

24、在一些實施方式中，所述ph調節(jié)劑選自氨水。

25、在一些實施方式中，所述氨水的質量濃度為20-30%。

26、在一些實施方式中，所述成膜劑選自酒石酸鉀鈉，優(yōu)選為四水合酒石酸鉀鈉。

27、在一些實施方式中，所述分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮（pvp）。

28、在一些實施方式中，緩沖劑和成膜劑的摩爾比為1:50-2:1，例如為1:40、1:20、1:10、1:5、1:2、1:1.5、1:1、2:1或它們之間的任意值。

29、在一些實施方式中，分散劑和成膜劑的摩爾比為0.01-0.5，例如為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或它們之間的任意值。

30、在一些實施方式中，所述ph調節(jié)劑與第一金屬的質量比為1:10-1:1，例如為1:8、1:5、1:3、1:2、1:1或它們之間的任意值。

31、在一些實施方式中，所述ph調節(jié)劑與第一金屬的質量比為1:8-1:2。

32、在一些實施方式中，所述含第二金屬化合物的溶液的制備方法包括如下步驟：將第二金屬化合物與去離子水混合，得到含第二金屬化合物的水溶液；然后將所述含第二金屬化合物的水溶液與還原劑進行還原反應。

33、在一些實施方式中，所述第一金屬與成膜劑的摩爾比為（0.5-10）:1，例如為1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1或它們之間的任意值。

34、在一些實施方式中，所述第一金屬與成膜劑的摩爾比為（1-8）:1。

35、在一些實施方式中，所述還原劑選自氨水、乙二醇、丙三醇或葡萄糖中的一種或多種。

36、在一些實施方式中，所述氨水的質量濃度為20-30%。

37、在一些實施方式中，所述還原劑與第二金屬化合物的重量比為10:1-1:3。例如為9:1、7:1、5:1、3:1、1:1、1:2、1:3或它們之間的任意值。

38、在一些實施方式中，所述還原劑與第二金屬化合物的重量比為5:1-1:2。

39、在一些實施方式中，所述微波處理的功率大于或等于500w，優(yōu)選地大于或等于750w，更優(yōu)選為1000-8000w，例如1000-3000w。

40、第三方面，本發(fā)明提供一種第一方面所述的金屬復合材料在導電材料領域、半導體領域或光伏領域中的應用。

41、本發(fā)明的金屬復合材料包覆更加均勻、電阻更低、高溫下化學穩(wěn)定性更好。

42、本發(fā)明利用微波電磁場效應，提高金屬復合材料的導電性和穩(wěn)定性。