一種銀功能塗層原位製備方法
2023-12-10 04:49:01 1
一種銀功能塗層原位製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種銀功能塗層原位製備方法，對固態納米Ag表面進行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料；將所述納米Ag漿料塗覆在零件基體表面，乾燥後獲得納米Ag顆粒塗層；將乾燥後的具有納米Ag顆粒塗層的零件置於保護氣氛中，在溫度為200℃～450℃下保溫後隨爐冷卻，完成改性劑的催化分解與所述納米Ag顆粒的原位晶化，獲得Ag塗層。該方法可以有效避免電鍍銀產生的含氰鍍液環境汙染問題；Ag塗層與基體界面具有冶金結合特性，提高了界面結合強度；其製備方法工藝適應性強、工藝簡單適合廣泛推廣。
【專利說明】一種銀功能塗層原位製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及銀塗層製備領域，特別涉及一種銀功能塗層原位製備方法。
【背景技術】
[0002]純銀為銀白色，具有面心立方晶格，是一種可煅、可塑的貴金屬。銀的延展性僅次於金，其導電性和傳熱性在所有的金屬中都是較高的。因此，鍍銀在航天航空高速軸承保持架，電子設備元部件、銅排上具有廣泛的應用。銀的標準電極電位為+0.7991V，化學穩定性僅次於金和鉬族元素，具有優異的耐腐蝕性能，因此很多高檔飾品採用鍍銀裝飾處理。除此之外，Ag+也是抗菌金屬離子。研究表明，在各種抗菌離子中，銀離子具有獨特的廣譜抗菌能力和高的殺菌效率。
[0003] 然而，目前銀塗層一般是採用電鍍工藝製備。一方面，電鍍銀時，由於銀與許多化合物容易生成不溶性鹽。因此，銀離子在鍍液中的穩定性差，容易引起鍍液分解。同時，銀是電化學中的貴金屬元素，難以與其它金屬形成合金鍍層。因此，銀合金鍍液種類有限。另一方面，銀和銀合金鍍液大多數是含有氰化物的鹼性鍍液。氰化物作為劇毒的化學品，無論在生產、儲存還是運輸、使用過程中，都對環境和使用人員構成極大的危害。儘管氰化物廢水的處理工藝並不困難，但是由於清洗工藝流程的設計和操作等原因，我國含氰廢水的初始濃度仍舊很高，含氰電鍍廢水依然是一個嚴重的汙染源。
[0004]研究人員在無氰鍍銀的配位劑、添加劑方面做出了很多努力，開發出了一些新的配位劑和添加劑和新的銀塗層製備方法。其中，超聲無氰快速鍍銀方法(CN101235523)採用超聲消除陰極表面鈍化膜，增大電流密度，獲得了光亮鏡面銀層。一種無氰鍍銀電鍍液(CN101092723)採用無氰鍍銀，鍍液毒性極低或無毒，鍍件無需預鍍銀或浸銀，鍍層結合力良好且光亮。一種表面鍍銀抗菌除臭過濾網(CN2827506)採用納米級金屬銀和無光觸媒，實現抗菌、除臭的功能。帶有凸塊的鍍銀銅排(CN102262920A)通過在銅排表面鍍一層金屬銀，增加銅排的導電性能。鈦牙種植體表面滲銀層的製備方法(N102676986A)採用等離子濺射，在鈦合金獲得滲銀層。
[0005]近幾十年來，無氰鍍銀工藝的研究雖有很多，但由於無氰鍍銀技術的難度較大，大部分工作還是圍繞在已有的無氰鍍銀工藝進行改進，尚未在工業中進行大規模的推廣，使得無氰鍍銀無法真正替代氰化物鍍銀。
[0006]不鏽鋼以其良好的耐蝕性、裝飾性廣泛應用於航空航天、電工電子行業。但因不鏽鋼自潤滑性、導電性能較差，某些特殊的零件需通過鍍銀提高其使用性能，而採用普通的電鍍工藝不能獲得結合力良好的鍍銀層，目前有關不鏽鋼鍍銀成熟工藝不多。此外，鍍銀前不鏽鋼需要進行表面活化、預鍍中間鍍層以提高鍍銀層的結合力，且要求活化和預鍍中間鍍層工序之間的時間短，以防止氧化膜再次形成。因此，不鏽鋼鍍銀工藝要求苛刻，且施鍍困難。
[0007]針對以上問題，很多
【發明者】申請了解決鍍銀汙染、提高鍍銀層界面結合力及其擴展鍍銀層在電子和醫療領域應用的專利。主要是圍繞電鍍技術進行改進或革新，雖然可以部分解決鍍銀存在的一些問題，但難以從根本上解決鍍銀汙染，鍍層結合力差現實問題。
【發明內容】
[0008]本發明實施例提供一種銀功能塗層原位製備方法，解決了鍍銀時鍍液汙染、鍍銀層力學性能差的行業難題。
[0009]為達到上述目的，本發明實施例提供一種銀功能塗層原位製備方法，包括以下步驟:
[0010]S1、對固態納米Ag顆粒進行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料；
[0011 ] S2、將所述納米Ag漿料塗覆在零件基體表面，乾燥後獲得納米Ag顆粒塗層；
[0012]S3、將乾燥後的具有納米Ag顆粒塗層的零件置於保護氣氛中，在溫度為200°C~450°C下保溫後隨爐冷卻，完成改性劑的催化分解與所述納米Ag顆粒的原位晶化，獲得Ag塗層。
[0013]進一步的，步驟SI中，對固態納米Ag顆粒進行超聲分散改性的具體步驟是:零件基體表面去除油脂後，將固態納米Ag加入蒸餾水中超聲分散10~20min，然後依次加入改性劑、分散劑、消泡劑，每次加入過程均分別超聲分散15~30min，得納米銀漿料。
[0014]進一步的，步驟SI中，所述改性劑為壬基酚聚氧乙烯醚和木質素磺酸鈉，或為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉，以漿料的總質量為基準，每種改性劑加入的劑量為
1.0~4.0wt%,改性劑加入總量為2.0~8.0wt%o
[0015]進一步的，步驟SI中，所述分散劑為KX-5040，以漿料的總質量為基準，分散劑加入的劑量為0.5~3.0wt%o
[0016]進一步的，步驟SI中，所述消泡劑為矽烷消泡劑，以漿料的總質量為基準，消泡劑加入的劑量0.5~2.0wt%。
[0017]進一步的,步驟SI中,所述零件基體採用金屬材質。
[0018]進一步的，步驟S2中，所述塗覆的方法包括均勻噴塗、浸泡或塗抹。
[0019]進一步的,步驟S3中，Ag塗層的厚度為1.0~10.0um。
[0020]進一步的，步驟S3中，保溫時間為0.3~6.0h，保護氣體一直通到爐溫降至100°C
後停止通氣。
[0021]進一步的，步驟S3中，所述保護氣氛的保護氣選用氬氣、氨氣或氫氣中的任意一種或多種混合。
[0022]與現有技術相比，本發明實施例具有以下優點:
[0023]納米銀原位晶化製備銀塗層製備方法綠色環保，避免了電鍍銀產生的含氰鍍液環境汙染問題；該方法製備的銀塗層與基體界面具有冶金結合特性，提高了界面結合強度；該方法不受零件形狀結構與尺寸大小的限制，工藝適應性強；該方法不受零件基體材質的影響，對於不鏽鋼、鈦合金、鎂合金和鋁合金，不需要預先清除其表面氧化膜，可以直接在其表面進行原位晶化，獲得具有冶金結合的銀塗層，工藝簡單；製備的銀層具有抗大氣硫化性能，在導電、殺菌、潤滑方面有著廣泛的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發明實施例提供的銀塗層的剖面掃描電鏡照片；
[0026]圖2是本發明實施例提供的銀塗層幹摩擦係數曲線；
[0027]圖3是本發明實施例提供的銀塗層剖面電子探針元素線掃描圖譜；
[0028]圖4是本發明實施例提供的銀塗層表面劃痕曲線；
[0029]圖5是本發明實施例提供的銀塗層表面EDS點分析圖譜；
[0030]圖6是本發明實施例提供的銀塗層表面X-ray衍射分析圖譜。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0032]納米材料具有小尺寸效益、表面效應，使得納米材料具有奇異的物理性能，且納米材料的熔點隨其粒徑的減小而急劇降低。發明人在研究的過程中發現，大塊Pb的熔點為600K，而20nm球形Pb微粒的熔點降低到288K。常規Ag的熔點高達1273K，而納米銀微粒在低於373K開始熔化。 基於以上研究結果，本發明實施例提供一種銀功能塗層原位製備方法，解決了鍍銀時鍍液汙染、鍍銀層力學性能差的行業難題。
[0033]下面對本發明實施例的【具體實施方式】進行詳細描述:
[0034]本發明提供了一種銀功能塗層原位製備方法，包括以下步驟:
[0035]S1、對固態納米Ag顆粒進行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料。
[0036]對固態納米Ag顆粒進行超聲分散改性的具體步驟是:零件基體表面去除油脂後，將固態納米Ag加入蒸餾水中超聲分散10~20min，然後依次加入改性劑、分散劑、消泡劑，每次加入過程均分別超聲分散15~30min，得納米銀漿料。所述改性劑為壬基酚聚氧乙烯醚和木質素磺酸鈉，或為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉，以漿料的總質量為基準，每種改性劑加入的劑量為1.0~4.0wt%,改性劑加入總量為2.0~8.0wt%。所述分散劑為KX-5040,以漿料的總質量為基準，分散劑加入的劑量為0.5~3.0wt%，所述消泡劑為矽烷消泡劑，以漿料的總質量為基準，消泡劑加入的劑量0.5~2.0wt%，所述零件基體採用金屬材質。
[0037]S2、將所述納米Ag漿料塗覆在零件基體表面，乾燥後獲得納米Ag顆粒塗層；納米銀顆粒粒徑在1.0nm~100.0nm ;所述塗覆的方法包括均勻噴塗、浸泡或塗抹。
[0038]S3、將乾燥後的具有納米Ag顆粒塗層的零件置於保護氣氛中，在溫度為200°C~450°C下保溫後隨爐冷卻，完成改性劑的催化分解與所述納米Ag顆粒的原位晶化，獲得Ag塗層。
[0039]Ag塗層的厚度為1.0~10.0um。保溫時間為0.3~6.0h,保護氣體一直通到爐溫降至100°C後停止通氣。所述保護氣氛的保護氣選用氬氣、氨氣或氫氣中的任意一種或多種混合。[0040]下面將結合具體情境對對本發明的製備方法進一步詳細介紹。
[0041]實施例一:
[0042]以X105CrMol7馬氏體不鏽鋼軸承保持架銀塗層原位晶化法製備方法為例，其步驟如下:
[0043]SlOl將調質的不鏽鋼清理表面的油脂，並進行乾燥。
[0044]S102將粒徑Inm的納米銀顆粒表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-5)含量為4.0被％和木質素磺酸鈉含量為4.0wt%、分散劑KX-5040含量為3.0wt%、消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為2.0wt%，加入蒸餾水含量為32.0wt%，通過超聲分散改性，獲得55.0wt%納米銀漿料。
[0045]S103採用噴塗方法，將55.0wt%納米Ag漿料均勻噴塗在馬氏體不鏽鋼表面，用暖風將馬氏體不鏽鋼表面風乾，獲得IOum厚的納米Ag顆粒塗層。
[0046]S104採用氫氣氛作為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度200°C，保溫時間6h，氫氣流量100ml/min。保溫結束後隨爐冷卻，繼續通入氫氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、6.0um厚的銀塗層。
[0047]X105CrMol7標準的馬氏體不鏽鋼軸承保持架能引導並帶動軸承滾動體在滾道上滾動，並可以防止軸承滾動體的脫落，因此，軸承保持架是軸承正常工作的重要保證。在真空環境下，保持架表面銀層能夠提高軸承的自潤滑性，從而延長軸承的使用壽命。不鏽鋼表面納米銀原位晶化法製備銀塗層的剖面掃描電鏡照片如圖1所示，電鏡照片的中部為Ag塗層，厚6.0um左右。下部為不鏽鋼基體。該方法 製得的銀塗層製備的銀層具有優異的自潤滑性，圖2所示，圖2是本發明實施例提供的銀塗層幹摩擦係數曲線，由圖2可以看出，銀塗層在空氣中的幹摩擦摩擦係數為0.1左右，低於目前電鍍銀塗層的摩擦係數0.2，且摩擦係數穩定不隨時間進行變化，這表明製備的銀塗層具有優異的自潤滑性。
[0048]實施例二:
[0049]以X105CrMol7馬氏體不鏽鋼軸承保持架銀塗層原位晶化法另一製備方法為例，其步驟如下:
[0050]Slll將調質的不鏽鋼清理表面的油脂，並進行乾燥。
[0051]S112將粒徑60nm的納米銀顆粒表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-5)含量為3.0被％和木質素磺酸鈉含量為2.0wt%、分散劑KX-5040含量為1.0wt%、消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為0.8wt%，加入蒸餾水含量為23.2wt%，通過超聲分散改性，獲得70.0wt%納米銀漿料。
[0052]S113採用噴塗方法，將70.0wt%納米Ag漿料均勻噴塗在馬氏體不鏽鋼表面，用暖風將馬氏體不鏽鋼表面風乾，獲得3um厚的納米Ag顆粒塗層。
[0053]S114採用氬氣氛作為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度360°C，保溫時間4h，氫氣流量100ml/min。保溫結束後隨爐冷卻，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、Ium~2um厚的銀塗層。
[0054]目前，不鏽鋼電鍍銀，需要進行不鏽鋼表面氧化膜清理的前處理活化、預鍍中間鍍層等處理工序，否則銀鍍層容易脫落。採用納米銀原位晶化法製備銀塗層，截取試樣，進行塗層剖面電子探針元素線掃描，結果如圖3所示，圖3是本發明實施例提供的銀塗層剖面電子探針元素線掃描圖譜。圖3中Ag、Cr、Fe元素線掃描表明，界面中的納米Ag層中的銀原子和不鏽鋼基體中的Cr、Fe等金屬原子能彼擴散，形成冶金結合的界面。在UMT-3摩擦實驗機上進行銀塗層結合力劃痕試驗，結果如圖4所示，圖4是本發明實施例提供的銀塗層表面劃痕曲線，當載荷值增加到34N時，聲發射譜發生劇烈增加，表明銀塗層發生了破壞，因此，銀塗層與不鏽鋼基體的結合力為34N。而電鍍銀塗層是物理結合，其結合力值一般在ION以下，因此該發明解決鍍層結合力差的技術難題。
[0055]實施例三:
[0056]以X105CrMol7標準的馬氏體不鏽鋼保持架銀塗層原位晶化法另一製備方法為例，其步驟如下:
[0057]S121將調質的不鏽鋼清理表面的油脂，並進行乾燥。[0058]S122將粒徑IOOnm的納米銀顆粒表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-5)含量為1.0被％和木質素磺酸鈉含量為1.0wt%、分散劑KX-5040含量為0.5wt%、消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為0.5wt%，加入蒸餾水含量為27.0wt%，通過超聲分散改性，獲得70.0wt%納米銀漿料。
[0059]S123採用噴塗方法，將70.0wt%納米Ag漿料均勻噴塗在馬氏體不鏽鋼表面，用暖風將馬氏體不鏽鋼表面風乾，獲得12um厚的納米Ag顆粒塗層。
[0060]S124採用氨氣氛作為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度450°C，保溫時間6h，氫氣流量50ml/min。保溫結束後隨爐冷卻，繼續通入氨氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、9um~IOum厚的銀塗層。
[0061]銀塗層進行元素能譜分析和X-ray衍射物相分析。結果表明，元素能譜分析顯示只有Ag元素，沒有其它雜質元素，如圖5所示，圖5是本發明實施例提供的銀塗層表面EDS點分析圖譜。說明表面改性劑、分散劑、消泡劑在保溫階段催化分解後隨保護氣排除爐外，獲得了潔淨的銀塗層表面。X-ray衍射物相分析表明，銀塗層表面只有Ag的物相，沒有其它物相的衍射峰，驗證了元素分析的結果，圖譜6所示。
[0062]實施例四:
[0063]以醫用支架納米銀原位晶化法製備抗菌銀塗層為例，其步驟如下:
[0064]S201將醫用支架零件表面除油除脂，並進行乾燥；
[0065]S202將粒徑SOnm的銀納米棒進行表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量為2.5wt%和十二烷基硫酸鈉(SDS)含量為1.0wt% ;分散劑KX-5040含量為2.0wt% ;消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為1.0wt%。加入蒸餾水含量為23.5wt%,超聲分散改性，獲得70.0wt%納米銀漿料。
[0066]S203採用浸塗方法，將零件浸入70.0wt%納米銀漿料中，緩慢提起，快速用暖風將零件表面風乾，獲得3um厚的納米Ag顆粒塗層。
[0067]S204採用氬氣為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度4200C，保溫時間3.5h，氬氣流量50ml/min。保溫結束後，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、I~2um厚的銀塗層。
[0068]同現有技術相比，本發明可以實現在支架與銀塗層的冶金結合，銀層與支架基體表面結合力達到了 32N，比目前電鍍工藝獲得的銀層結合力提高了 2倍多。因此，防止了銀層在長期使用時的剝離、脫落問題。因此銀塗層可以持續釋放銀離子以起到抗菌的作用，還可以防止繼發性感染問題。[0069]實施例五:
[0070]以手術器械鑷子納米銀原位晶化法製備抗菌銀塗層為例，其步驟如下:
[0071]S211將鑷子零件表面除油除脂，並進行乾燥；
[0072]S212將粒徑IOOnm的銀納米棒進行表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量為2.0wt%和十二烷基硫酸鈉(SDS)含量為2.5wt%(;分散劑KX-5040含量為1.5wt% ;消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為0.5wt%。加入蒸餾水含量為18.5wt%,超聲分散改性，獲得75.0wt%納米銀漿料。
[0073]S213採用浸塗方法，將零件浸入75.0wt%納米銀漿料中，緩慢提起，快速用暖風將零件表面風乾，獲得12um厚的納米Ag顆粒塗層。
[0074]S214採用氬氣為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度4500C，保溫時間5h，氬氣流量50ml/min。保溫結束後，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、9~IOum厚的銀塗層。
[0075]該發明製備的銀塗層抗大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白念珠菌、枯黑菌的達到99.9%以上。同現有技術相比，殺菌時間縮短50%以上。銀塗層的冶金結合，解決了鑷子在反覆使用、消毒時，銀層的銀層剝離和脫落、生鏽問題。
[0076]實施例六:
[0077]以高頻電刀納米 銀原位晶化法製備銀塗層為例，其步驟如下:
[0078]S221將高頻電刀表面除油除脂，並進行乾燥；
[0079]S222將粒徑90nm的銀納米棒進行表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量為2.5wt%和十二烷基硫酸鈉(SDS)含量為2.5wt% ;分散劑KX-5040含量為1.5wt% ;消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為1.0wt%。加入蒸餾水含量為22.5wt%,超聲分散改性，超聲分散改性，獲得70.0wt%納米銀漿料。
[0080]S223採用浸塗方法，將零件浸入70.0wt%納米銀漿料中，緩慢提起，快速用暖風將零件表面風乾，獲得8um厚的納米Ag顆粒塗層。
[0081]S224採用氬氣為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度4300C，保溫時間6h，氬氣流量50ml/min。保溫結束後，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、！~2um厚的銀塗層。
[0082]銀的電性和傳熱性在所有的金屬中都是較高的，該發明製備的銀塗層緻密性比電鍍塗層提高50%以上，因此提高了高頻電刀的導電性和散熱性。與現有技術相比，可以凝血效果提高60%以上，使手術更安全；組織焦痂和乾燥降低了 80%以上，使其癒合更快；煙霧煙霧降低50%以下，提高手術視野。
[0083]實施例七:
[0084]以銅排表面納米銀原位晶化法製備導電銀塗層為例，其步驟如下:
[0085]S301將銅排表面除油除脂，並進行乾燥；
[0086]S302將粒徑20nm的銀納米顆粒表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-9)含量為3.0wt%和十二烷基硫酸鈉(SDS)含量為2.5wt% ;分散劑KX-5040含量為1.5wt% ;消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為2.0wt%。加入蒸餾水含量為31.0wt%,超聲分散改性，獲得60.0wt%納米銀漿料。
[0087]S303採用噴塗方法，將60.0wt%納米Ag漿料噴塗在銅排表面，用暖風將表面風乾，獲得IOum厚的納米Ag顆粒塗層。
[0088]S304採用氬氣為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度250°C，保溫時間6h，氬氣流量150ml/min。保溫結束後，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、7~Sum厚的銀塗層。
[0089]納米銀原位晶化法製備銀塗層能適用於形狀結構複雜的銅排或有特殊截面形狀要求的導體材料，可在其的表面獲得均勻的銀塗層，解決了狹縫電鍍銀鍍層不均勻，結合力差的技術難題。
[0090]實施例八:
[0091]以銅排表面納米銀原位晶化法製備導電銀塗層製備方法為例，其步驟如下:
[0092]S311將銅排表面除油除脂，並進行乾燥；
[0093]S312將粒徑50nm的銀納米顆粒表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)含量為2.5wt%和十二烷基硫酸鈉(SDS)含量為2.5wt%;分散劑KX-5040含量為1.5wt% ;消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為1.0wt%。加入蒸餾水含量為27.5wt%,超聲分散改性，獲得65.0wt%納米銀漿料。
[0094]S313採用噴塗方法，將65.0wt%納米Ag漿料噴塗在銅排表面，用暖風將表面風乾，獲得IOum厚的納米Ag顆粒塗層。
[0095]S314採用氬氣為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度350°C，保溫時間5h，氬氣流量120ml/min。保溫結束後，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、8um厚的銀塗層。
[0096]同現有技術相比，本發明可以實現在銅排與銀塗層的冶金結合，銀層與銅基體表面結合力比目前電鍍工藝獲得的銀層提高了 1.5倍以上。因此，防止了鍍銀層在長期使用剝離、脫落問題。
[0097]實施例九:
[0098]以銅排表面納米銀原位晶化法製備導電銀塗層為例，其步驟如下:
[0099]S321將銅排表面除油除脂，並進行乾燥；
[0100]S322將粒徑80nm的銀納米顆粒表面改性，方法如下:改性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)含量為1.5wt%和十二烷基硫酸鈉(SDS)含量為2.0wt%;分散劑KX-5040含量為1.0wt% ;消泡劑矽烷消泡劑(DF-8002/DF-8004)含量為0.5wt%。加入蒸餾水含量為20.0wt%,超聲分散改性，獲得75.0wt%納米銀漿料。
[0101]S323採用噴塗方法，將75.0wt%納米Ag漿料噴塗在銅排表面，用暖風將表面風乾，獲得IOum厚的納米Ag顆粒塗層。
[0102]S324採用氬氣為保護氣體，在可控氣氛管式爐中進行納米Ag原位晶化。保溫溫度4300C，保溫時間6h，氬氣流量80ml/min。保溫結束後，繼續通入氬氣，待爐溫降至100°C以下，停止供氣，取出零件，可以獲得表面乳白色、8~9um厚的銀塗層。
[0103]同現有技術相比，本發明製備的銀塗層緻密性比電鍍塗層提高50%以上，因此提高了銅排的短弧和散熱性性能。同時，銀層冶金結合力比電鍍工藝獲得的銀層提高了 1.5倍以上，防止了鍍銀層在長期使用剝離、脫落問題，銅排的使用壽命提高I倍以上。
[0104]納米銀原位晶化製備銀塗層製備方法綠色環保，避免了電鍍銀產生的含氰鍍液環境汙染問題；該方法製備的銀塗層與基體界面具有冶金結合特性，提高了界面結合強度；該方法不受零件形狀結構與尺寸大小的限制，工藝適應性強；該方法不受零件基體材質的影響，對於不鏽鋼、鈦合金、鎂合金和鋁合金，不需要預先清除其表面氧化膜，可以直接在其表面進行原位晶化，獲得具有冶金結合的銀塗層，工藝簡單；製備的銀層具有抗大氣硫化性能，在導電、殺菌、潤滑方面有著廣泛的應用前景。
[0105]以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是，本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都 應落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種銀功能塗層原位製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51、對固態Ag納米顆粒進行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料； 52、將所述納米Ag漿料塗覆在零件基體表面，乾燥後獲得納米Ag顆粒塗層； 53、將乾燥後的具有納米Ag顆粒塗層的零件置於保護氣氛中，在溫度為200°C~450°C下保溫後隨爐冷卻，完成改性劑的催化分解與所述納米Ag顆粒的原位晶化，獲得Ag塗層。
2.如權利要求1所述製備方法，其特徵在於，步驟SI中，對固態納米Ag顆粒進行超聲分散改性的具體步驟是:零件基體表面去除油脂後，將固態納米Ag顆粒加入蒸餾水中超聲分散10~20min，然後依次加入改性劑、分散劑、消泡劑，每次加入時均分別超聲分散15~30min,得納米銀眾料。
3.如權利要求2所述製備方法，其特徵在於，步驟SI中，所述改性劑為壬基酚聚氧乙烯醚和木質素磺酸鈉，或為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉，以漿料的總質量為基準，每種改性劑加入的劑量為1.0~4.0wt%,改性劑加入總量為2.0~8.0wt%。
4.如權利要求2所述製備方法，其特徵在於，步驟SI中，所述分散劑為KX-5040，以漿料的總質量為基準，分散劑加入的劑量為0.5~3.0wt%。
5.如權利要求2所述製備方法，其特徵在於，步驟SI中，所述消泡劑為矽烷消泡劑，以漿料的總質量為基準，消泡劑加入的劑量0.5~2.0wt%。
6.如權利要求1所述製備方法，其特徵在於，步驟SI中，所述零件基體採用金屬材質。
7.如權利要求1所述製備方法，其特徵在於，步驟S2中，所述塗覆的方法包括均勻噴塗、浸泡或塗抹。
8.如權利要求1所述製備方法，其特徵在於，步驟S3中，Ag塗層的厚度為1.0~10.0um0
9.如權利要求1所述製備方法，其特徵在於，步驟S3中，保溫時間為0.3~6.0h，保護氣體一直通到爐溫降至100°C後停止通氣。
10.如權利要求1所述製備方法，其特徵在於，步驟S3中，所述保護氣氛的保護氣選用IS氣、氨氣或氫氣中的任意一種或多種混合。
【文檔編號】C23C24/08GK103540927SQ201310456166
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】孫金全, 崔洪芝, 邵丹, 赫慶坤, 李輝平, 於德芳, 張賀 申請人:山東科技大學