中國粉體網(wǎng)訊 近年來隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，拓寬了由貴金屬粉體制成的漿料在電子元器件中的應(yīng)用。其中，因具有優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性而成為導(dǎo)體電子漿料的重要導(dǎo)電功能材料——銀粉的需求量也在不斷地增加。
目前，銀粉按粒子維度分為一維、二維、三維微納米粒子，主要有球狀、片狀、樹枝狀等幾種典型的形狀。相比其他形貌的銀粉，片狀銀粉作為導(dǎo)電填料在形成導(dǎo)電通路時，因其顆粒間為線接觸或面接觸，相較球狀銀粉的點(diǎn)接觸，片狀銀粉具有相對較低的電阻；同時，片狀銀粉的比表面積相對球狀銀粉較大，表面活化能比球狀或類球狀銀粉低，所以其氧化度和氧化趨勢較低；另外，片狀銀粉具有較寬的撓度范圍和抗折裂伸張?zhí)匦裕纱蟠筇岣唠娮釉目煽啃浴?br/>
由于片狀結(jié)構(gòu)銀粉的以上優(yōu)點(diǎn)使其制備高導(dǎo)低溫銀漿涂層時性能優(yōu)良，并且其具有銀的白色光澤，因此被廣泛應(yīng)用于各種電子元器件中，如碳膜電位器端頭、薄膜開關(guān)、濾波器、太陽能電池電極等。片狀銀粉不僅可以作為導(dǎo)電功能材料，還因?yàn)榫哂酗@著的尺寸效應(yīng)與形狀敏感的表面等離子體波帶，在光學(xué)、催化及生物標(biāo)記等方面同樣具有很好的應(yīng)用前景。
由于銀粉的結(jié)構(gòu)性能很大程度決定電子元件電性能的優(yōu)劣，因此，隨著電子產(chǎn)品趨向微型化、集成化、智能化，對銀粉的性能要求也越來越高。片狀銀粉的顆粒度和厚薄、粒徑分布等物理性能對銀漿電性能有著重要的影響。
當(dāng)片狀銀粉粒徑減小到微米級以下(粒徑<1μm)時，其電導(dǎo)率按δ∝D3的規(guī)律下降，特別是當(dāng)尺寸減小到納米級時，電導(dǎo)率急劇降低。此外，納米級銀片自身還不易沉淀和收集。相比之下，當(dāng)片狀銀粉的粒徑為亞微米或微米尺度時，其形貌為光亮的片狀，對電子電路的均勻性、平整度等印刷效果有明顯改善，并可節(jié)約銀粉用量30%~50%。但如果片狀銀粉的粒徑過大，則將失去納微米粒子所具備的獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)。
因此，超細(xì)片狀銀粉的制備和性能研究現(xiàn)已成為納微米化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，超細(xì)片狀銀粉通常是指一維厚度小于100nm，片徑為0.1~5.0μm的銀粉，與普通的大顆粒銀粉相比，可呈現(xiàn)出許多特有的物理化學(xué)性質(zhì)。
目前，超細(xì)片狀銀粉的制備方法主要有以下幾種。
機(jī)械球磨法
機(jī)械球磨法制備超細(xì)片狀銀粉的步驟一般是將球狀、類球狀或樹枝狀的銀粉顆粒，經(jīng)過機(jī)械球磨使金屬銀粉末反復(fù)變形、斷裂、焊合，原子之間相互擴(kuò)散形成片狀銀粉。通過改變球磨的具體工藝參數(shù)，包括球磨時間、球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、磨球的級配、磨球的大小選擇、填充系數(shù)、球料比、助磨劑的種類及添加量等可制備出不同粒度、具有不同性能的片狀銀粉。
目前機(jī)械球磨法制備的片狀銀粉粒徑一般為微米級，銀粉色澤光亮、密度大、機(jī)械性能好、比表面積大；但球磨過程中影響因素多，不同工藝、不同生產(chǎn)者或同一工藝同一生產(chǎn)者生產(chǎn)的不同批次的片狀銀粉，在技術(shù)指標(biāo)控制上很難實(shí)現(xiàn)一致。另外，在球磨的過程中容易帶入雜質(zhì)，影響銀粉的純度，同時還會產(chǎn)生硬化，不易達(dá)到要求的細(xì)度，并且能耗高。但是該方法產(chǎn)率高，成本相對較低，因此仍是生產(chǎn)超細(xì)片狀銀粉的主要方法之一。
化學(xué)還原法
化學(xué)還原法是指在液相、固相或氣相條件下，用還原劑還原銀的前驅(qū)體化合物而制備銀粉的一類方法。在銀粒子沉淀的過程中，采用如光輻射、加入其他輔助化學(xué)品等手段以獲得片狀形貌的銀粉�；瘜W(xué)還原法因其方法簡單、設(shè)備要求相對較低，成為眾多實(shí)驗(yàn)室研究的重點(diǎn)。
光誘導(dǎo)法
直接采用不同的光源進(jìn)行照射即可得到不同形貌的非球形銀粒子，整個光誘導(dǎo)過程可以分為誘導(dǎo)、生長和成熟3個階段。采用光誘導(dǎo)法制備超細(xì)片狀銀粉，具有工藝和設(shè)備簡單、產(chǎn)品不易被污染等優(yōu)點(diǎn)，是替代現(xiàn)行球磨法的可選方法之一。但該方法由于操作條件難以控制，制備的片狀銀粉的粒徑不統(tǒng)一，且反應(yīng)時間長，因此，對電子漿料及電子元器件的性能有何影響尚待進(jìn)一步探索。迄今為止，利用該方法制備超細(xì)片狀銀粉的研究報道相對較少。
模板法
模板法是利用模板劑在溶液中自組裝形成的特殊結(jié)構(gòu)，使有機(jī)物在晶核的某個晶面上進(jìn)行選擇性分子吸附，降低晶面的表面能，使其擇向生長，進(jìn)而生成非球形結(jié)構(gòu)，具體包括硬模板法、軟模板法以及生物模板法等。
硬模板法在制備微納米結(jié)構(gòu)方面有著強(qiáng)限域作用，能夠嚴(yán)格控制材料的大小和尺寸。但是合成的后處理比較麻煩，往往需要用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或有機(jī)溶劑除去模板，這不僅增加工藝流程，而且容易破壞模板內(nèi)的微納米結(jié)構(gòu)。
生物模板法需要特定的細(xì)菌或生物材料，操作復(fù)雜，控制難度高且反應(yīng)過程比較緩慢。除此之外，所得非球形粒子往往是作為球形粒子的副產(chǎn)物而存在，方法本身的偶然性、不確定性較大且產(chǎn)率較低，因此目前尚難以在工業(yè)生產(chǎn)中得到直接應(yīng)用。
軟模板法通過化學(xué)作用控制納米顆粒的形貌、大小和取向，通常使用各種類型的表面活性劑、微乳液、高分子的自組織結(jié)構(gòu)等，相較于其他2種，軟模板容易移除。常用的表面活性劑有PVP（聚乙烯吡咯烷酮）、PVA（聚乙烯醇）、CTAB（十六烷基三甲基溴化銨）、PEG（聚乙二醇）、檸檬酸鈉、明膠、阿拉伯樹膠粉等。
模板法是通過模板劑的誘導(dǎo)，使銀原子沿著（111）晶面生長，從而生成片狀銀粉的方法。目前，模板法可以制備不同粒徑的片狀銀粉，從納米到微米級，銀粉形狀各異，有不規(guī)則的薄片狀，也有較規(guī)則的六邊形銀粉。模板法成本低，反應(yīng)條件容易精確控制，設(shè)備易實(shí)現(xiàn)，且與機(jī)械球磨法相比，一步合成片狀銀粉比較高效，有望取代機(jī)械球磨法成為生產(chǎn)片狀銀粉的主要方法之一。但仍需解決提高反應(yīng)濃度所帶來形貌和分散性變差的問題，從而提高產(chǎn)率。
小結(jié)
超細(xì)片狀銀粉的制備研究已經(jīng)取得諸多成果，但有些關(guān)鍵問題仍待探索，如化學(xué)還原法中在提高銀粒子濃度的同時如何保證產(chǎn)物形貌和尺寸的均一性和分散性；產(chǎn)物的表面改性和內(nèi)在機(jī)理研究；機(jī)械球磨法中球磨工藝的穩(wěn)定控制、雜質(zhì)的消除以及球磨過程的理論模擬研究等。
隨著電子產(chǎn)品微型化、集成化、智能化趨勢的迅猛發(fā)展，超細(xì)片銀填充導(dǎo)電漿必將擁有更為廣闊的應(yīng)用前景。這對研究者來說既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇�？傊�，超細(xì)片狀銀粉的制備技術(shù)與工藝研究對促進(jìn)新一代電子漿料的整個工藝、技術(shù)、材料和設(shè)備等的發(fā)展具有極其重要的意義。
參考來源：
[1]馮清福等：超細(xì)片狀銀粉的制備技術(shù)研究進(jìn)展，稀貴金屬綜合利用新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
[2]尹超等：片狀銀粉制備方法的研究進(jìn)展，長春黃金研究院有限公司
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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