本发明属于电子浆料制备,具体涉及一种同质化学包覆改性镍粉ni@nio及其制备方法与应用。
背景技术:
1、随着mlcc向高容量、小尺寸、高可靠性方向发展,其生产成本不断增加,使得ni等贱金属内电极的开发成为mlcc研究的重点。然而,ni粉在mlcc中应用存在两大难题:首先,在mlcc制备过程中,将含有ni粉的电极浆料印刷在介质batio3生瓷带上并进行同时烧结,ni粉与介质batio3的烧结行为迥异会导致ni内部电极的不连续性,并且如果ni粉尺寸变小,则会进一步加剧这种不连续性;其次,ni粉在应用过程中易被氧化。所以,通常mlcc排胶过程的最高温度需要严格控制在300℃以下,并且需要在非氧化性气氛中进行或者在还原性气氛下进行烧结,在保持ni粉优异金属性质的同时进一步减少mlcc最终产品中的残碳通常是矛盾的。由此可见,ni粉共烧中的内部电极不连续性和易氧化性这两个问题会显著影响电极的稳定性和可靠性。
2、通过使用添加剂可以在一定程度上改善ni粉的共烧和氧化问题,如在厚膜电子浆料引入5-20wt%的硼(b),硼在空气中烧结而形成致密的b2o3保护层,从而避免了ni内层的氧化。尽管添加剂能够有效地抑制纯ni粉的过早烧结,但纳米颗粒混合物的均匀分散是另一个挑战。进一步,可以通过在核壳结构中制备镍基复合粉末来改善相关问题,如采用直流电弧等离子体在纯氮气氛中合成具有核壳结构ni@crox纳米粉,制备的材料表现出优异的抗氧化性和烧结性能。然而,采用直流电弧等离子体方法的高制备成本违背了贱金属化的初衷,且crox属于掺杂相,会影响mlcc的应用。
技术实现思路
1、针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种同质化学包覆改性镍粉ni@nio及其制备方法与在mlcc贱金属镍电极浆料中的应用,通过本发明提供的改性镍粉制备的mlcc贱金属镍电极浆料具有优异的抗氧化和共烧匹配性能。
2、第一方面,本发明提供了一种同质化学包覆改性镍粉ni@nio,所述同质化学包覆改性镍粉ni@nio具有以镍粉为内核、纳米氧化镍层为外壳的核壳结构;
3、其中,镍粉内核的粒径为0.1-2μm。
4、较佳地,以所述同质化学包覆改性镍粉ni@nio的总质量为100%计,所述镍粉内核的质量占比为60-90%,所述氧化镍层外壳的质量占比为10-40%。
5、第二方面,本发明提供了一种上述同质化学包覆改性镍粉ni@nio的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
6、(1)将镍粉分散于碳酸氢铵与惰性介质混合形成的碳酸氢铵溶液中,然后向其中加入硫酸镍溶液,利用共沉淀法在镍粉表面反应生成碱式碳酸镍包覆层,反应结束后经离心、洗涤、真空干燥、研磨过筛,得到碱式碳酸镍包覆的镍粉;
7、(2)将所述碱式碳酸镍包覆的镍粉进行煅烧,煅烧过程中碱式碳酸镍分解为纳米氧化镍,经筛分,得到所述同质化学包覆改性镍粉ni@nio。
8、较佳地,步骤(1)中,所述惰性介质为去离子水、乙醇、乙二醇、丙三醇;
9、所述硫酸镍溶液的浓度为0.1-2.0mol/l,优选为0.1-0.9mol/l。
10、较佳地,所述镍粉、惰性介质、碳酸氢铵与硫酸镍溶液的用量比为1-6g:100-600ml:0.005-100mol:5-50ml,优选为1-6g:100-600ml:1-100mol:5-50ml。
11、较佳地,步骤(1)中,硫酸镍溶液采用滴加的方式加入,其中滴加速度为0.3-1.8ml/min。
12、较佳地,步骤(1)中,共沉淀法反应体系的ph值控制在7-8,共沉淀反应的温度为20-40℃,时间为1-3h。
13、较佳地,步骤(2)中,所述煅烧在惰性气氛下进行,优选为氩气、氮气、氦气;所述煅烧的温度为350-600℃,煅烧的时间为10-60min。
14、较佳地,步骤(2)中,煅烧后的粉体利用500目网筛进行筛分。
15、第三方面,本发明提供了一种上述同质化学包覆改性镍粉ni@nio在制备mlcc贱金属镍电极浆料与mlcc中的应用。
16、有益效果
17、本发明提供了一种简单、易操作的镍粉同质化学包覆改性方法,包覆后镍粉表面形成了致密、均匀的纳米氧化镍层,并且包覆层厚度可控,包覆后改善了其抗氧化性能和烧结特性,使用该镍粉的mlcc用贱金属镍电极浆料具有优异的抗氧化和共烧匹配性能。
1.一种同质化学包覆改性镍粉ni@nio,其特征在于,所述同质化学包覆改性镍粉ni@nio具有以镍粉为内核、纳米氧化镍层为外壳的核壳结构;
2.根据权利要求1所述的同质化学包覆改性镍粉ni@nio,其特征在于,以所述同质化学包覆改性镍粉ni@nio的总质量为100%计,所述镍粉内核的质量占比为60-90%,所述氧化镍层外壳的质量占比为10-40%。
3.一种权利要求1或2所述的同质化学包覆改性镍粉ni@nio的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述惰性介质为去离子水、乙醇、乙二醇、丙三醇;
5.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述镍粉、惰性介质、碳酸氢铵与硫酸镍溶液的用量比为1-6g:100-600ml:0.005-100mol:5-50ml,优选为1-6g:100-600ml:1-100mol:5-50ml。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,硫酸镍溶液采用滴加的方式加入,其中滴加速度为0.3-1.8ml/min。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,共沉淀法反应体系的ph值控制在7-8,共沉淀反应的温度为20-40℃,时间为1-3h。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述煅烧在惰性气氛下进行,优选为氩气、氮气、氦气;
9.根据权利要求3-8中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,煅烧后的粉体利用500目网筛进行筛分。
10.一种权利要求1或2所述的同质化学包覆改性镍粉ni@nio在制备mlcc贱金属镍电极浆料与mlcc中的应用。
