一種銀功能涂層原位制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銀功能涂層原位制備方法，對固態(tài)納米Ag表面進(jìn)行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料；將所述納米Ag漿料涂覆在零件基體表面，干燥后獲得納米Ag顆粒涂層；將干燥后的具有納米Ag顆粒涂層的零件置于保護(hù)氣氛中，在溫度為200℃～450℃下保溫后隨爐冷卻，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涂層。該方法可以有效避免電鍍銀產(chǎn)生的含氰鍍液環(huán)境污染問題；Ag涂層與基體界面具有冶金結(jié)合特性，提高了界面結(jié)合強(qiáng)度；其制備方法工藝適應(yīng)性強(qiáng)、工藝簡單適合廣泛推廣。
【專利說明】一種銀功能涂層原位制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銀涂層制備領(lǐng)域，特別涉及一種銀功能涂層原位制備方法。
【背景技術(shù)】
[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。銀的延展性僅次于金，其導(dǎo)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(shè)備元部件、銅排上具有廣泛的應(yīng)用。銀的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為+0.7991V，化學(xué)穩(wěn)定性僅次于金和鉬族元素，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，因此很多高檔飾品采用鍍銀裝飾處理。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(dú)特的廣譜抗菌能力和高的殺菌效率。
[0003] 然而，目前銀涂層一般是采用電鍍工藝制備。一方面，電鍍銀時(shí)，由于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(wěn)定性差，容易引起鍍液分解。同時(shí)，銀是電化學(xué)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(shù)是含有氰化物的堿性鍍液。氰化物作為劇毒的化學(xué)品，無論在生產(chǎn)、儲(chǔ)存還是運(yùn)輸、使用過程中，都對環(huán)境和使用人員構(gòu)成極大的危害。盡管氰化物廢水的處理工藝并不困難，但是由于清洗工藝流程的設(shè)計(jì)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(gè)嚴(yán)重的污染源。
[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(fā)出了一些新的配位劑和添加劑和新的銀涂層制備方法。其中，超聲無氰快速鍍銀方法(CN101235523)采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)采用無氰鍍銀，鍍液毒性極低或無毒，鍍件無需預(yù)鍍銀或浸銀，鍍層結(jié)合力良好且光亮。一種表面鍍銀抗菌除臭過濾網(wǎng)(CN2827506)采用納米級金屬銀和無光觸媒，實(shí)現(xiàn)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(dǎo)電性能。鈦牙種植體表面滲銀層的制備方法(N102676986A)采用等離子濺射，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，但由于無氰鍍銀技術(shù)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(jìn)行改進(jìn)，尚未在工業(yè)中進(jìn)行大規(guī)模的推廣，使得無氰鍍銀無法真正替代氰化物鍍銀。
[0006]不銹鋼以其良好的耐蝕性、裝飾性廣泛應(yīng)用于航空航天、電工電子行業(yè)。但因不銹鋼自潤滑性、導(dǎo)電性能較差，某些特殊的零件需通過鍍銀提高其使用性能，而采用普通的電鍍工藝不能獲得結(jié)合力良好的鍍銀層，目前有關(guān)不銹鋼鍍銀成熟工藝不多。此外，鍍銀前不銹鋼需要進(jìn)行表面活化、預(yù)鍍中間鍍層以提高鍍銀層的結(jié)合力，且要求活化和預(yù)鍍中間鍍層工序之間的時(shí)間短，以防止氧化膜再次形成。因此，不銹鋼鍍銀工藝要求苛刻，且施鍍困難。
[0007]針對以上問題，很多
【發(fā)明者】申請了解決鍍銀污染、提高鍍銀層界面結(jié)合力及其擴(kuò)展鍍銀層在電子和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的專利。主要是圍繞電鍍技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)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污染，鍍層結(jié)合力差現(xiàn)實(shí)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供一種銀功能涂層原位制備方法，解決了鍍銀時(shí)鍍液污染、鍍銀層力學(xué)性能差的行業(yè)難題。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種銀功能涂層原位制備方法，包括以下步驟:
[0010]S1、對固態(tài)納米Ag顆粒進(jìn)行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料；
[0011 ] S2、將所述納米Ag漿料涂覆在零件基體表面，干燥后獲得納米Ag顆粒涂層；
[0012]S3、將干燥后的具有納米Ag顆粒涂層的零件置于保護(hù)氣氛中，在溫度為200°C~450°C下保溫后隨爐冷卻，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涂層。
[0013]進(jìn)一步的，步驟SI中，對固態(tài)納米Ag顆粒進(jìn)行超聲分散改性的具體步驟是:零件基體表面去除油脂后，將固態(tài)納米Ag加入蒸餾水中超聲分散10~20min，然后依次加入改性劑、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(jìn)一步的，步驟SI中，所述改性劑為壬基酚聚氧乙烯醚和木質(zhì)素磺酸鈉，或?yàn)槿苫泳垩跻蚁┟押褪榛蛩徕c，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，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(jìn)一步的，步驟SI中，所述分散劑為KX-5040，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，分散劑加入的劑量為0.5~3.0wt%o
[0016]進(jìn)一步的，步驟SI中，所述消泡劑為硅烷消泡劑，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，消泡劑加入的劑量0.5~2.0wt%。
[0017]進(jìn)一步的,步驟SI中,所述零件基體采用金屬材質(zhì)。
[0018]進(jìn)一步的，步驟S2中，所述涂覆的方法包括均勻噴涂、浸泡或涂抹。
[0019]進(jìn)一步的,步驟S3中，Ag涂層的厚度為1.0~10.0um。
[0020]進(jìn)一步的，步驟S3中，保溫時(shí)間為0.3~6.0h，保護(hù)氣體一直通到爐溫降至100°C
后停止通氣。
[0021]進(jìn)一步的，步驟S3中，所述保護(hù)氣氛的保護(hù)氣選用氬氣、氨氣或氫氣中的任意一種或多種混合。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]納米銀原位晶化制備銀涂層制備方法綠色環(huán)保，避免了電鍍銀產(chǎn)生的含氰鍍液環(huán)境污染問題；該方法制備的銀涂層與基體界面具有冶金結(jié)合特性，提高了界面結(jié)合強(qiáng)度；該方法不受零件形狀結(jié)構(gòu)與尺寸大小的限制，工藝適應(yīng)性強(qiáng)；該方法不受零件基體材質(zhì)的影響，對于不銹鋼、鈦合金、鎂合金和鋁合金，不需要預(yù)先清除其表面氧化膜，可以直接在其表面進(jìn)行原位晶化，獲得具有冶金結(jié)合的銀涂層，工藝簡單；制備的銀層具有抗大氣硫化性能，在導(dǎo)電、殺菌、潤滑方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層的剖面掃描電鏡照片；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層干摩擦系數(shù)曲線；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層剖面電子探針元素線掃描圖譜；
[0028]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層表面劃痕曲線；
[0029]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層表面EDS點(diǎn)分析圖譜；
[0030]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層表面X-ray衍射分析圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]納米材料具有小尺寸效益、表面效應(yīng)，使得納米材料具有奇異的物理性能，且納米材料的熔點(diǎn)隨其粒徑的減小而急劇降低。發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，大塊Pb的熔點(diǎn)為600K，而20nm球形Pb微粒的熔點(diǎn)降低到288K。常規(guī)Ag的熔點(diǎn)高達(dá)1273K，而納米銀微粒在低于373K開始熔化。 基于以上研究結(jié)果，本發(fā)明實(shí)施例提供一種銀功能涂層原位制備方法，解決了鍍銀時(shí)鍍液污染、鍍銀層力學(xué)性能差的行業(yè)難題。
[0033]下面對本發(fā)明實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0034]本發(fā)明提供了一種銀功能涂層原位制備方法，包括以下步驟:
[0035]S1、對固態(tài)納米Ag顆粒進(jìn)行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料。
[0036]對固態(tài)納米Ag顆粒進(jìn)行超聲分散改性的具體步驟是:零件基體表面去除油脂后，將固態(tài)納米Ag加入蒸餾水中超聲分散10~20min，然后依次加入改性劑、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(zhì)素磺酸鈉，或?yàn)槿苫泳垩跻蚁┟押褪榛蛩徕c，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，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(zhì)量為基準(zhǔn)，分散劑加入的劑量為0.5~3.0wt%，所述消泡劑為硅烷消泡劑，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，消泡劑加入的劑量0.5~2.0wt%，所述零件基體采用金屬材質(zhì)。
[0037]S2、將所述納米Ag漿料涂覆在零件基體表面，干燥后獲得納米Ag顆粒涂層；納米銀顆粒粒徑在1.0nm~100.0nm ;所述涂覆的方法包括均勻噴涂、浸泡或涂抹。
[0038]S3、將干燥后的具有納米Ag顆粒涂層的零件置于保護(hù)氣氛中，在溫度為200°C~450°C下保溫后隨爐冷卻，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涂層。
[0039]Ag涂層的厚度為1.0~10.0um。保溫時(shí)間為0.3~6.0h,保護(hù)氣體一直通到爐溫降至100°C后停止通氣。所述保護(hù)氣氛的保護(hù)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(jié)合具體情境對對本發(fā)明的制備方法進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
[0041]實(shí)施例一:
[0042]以X105CrMol7馬氏體不銹鋼軸承保持架銀涂層原位晶化法制備方法為例，其步驟如下:
[0043]SlOl將調(diào)質(zhì)的不銹鋼清理表面的油脂，并進(jìn)行干燥。
[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(zhì)素磺酸鈉含量為4.0wt%、分散劑KX-5040含量為3.0wt%、消泡劑硅烷消泡劑(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采用噴涂方法，將55.0wt%納米Ag漿料均勻噴涂在馬氏體不銹鋼表面，用暖風(fēng)將馬氏體不銹鋼表面風(fēng)干，獲得IOum厚的納米Ag顆粒涂層。
[0046]S104采用氫氣氛作為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度200°C，保溫時(shí)間6h，氫氣流量100ml/min。保溫結(jié)束后隨爐冷卻，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0047]X105CrMol7標(biāo)準(zhǔn)的馬氏體不銹鋼軸承保持架能引導(dǎo)并帶動(dòng)軸承滾動(dòng)體在滾道上滾動(dòng)，并可以防止軸承滾動(dòng)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(huán)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。不銹鋼表面納米銀原位晶化法制備銀涂層的剖面掃描電鏡照片如圖1所示，電鏡照片的中部為Ag涂層，厚6.0um左右。下部為不銹鋼基體。該方法 制得的銀涂層制備的銀層具有優(yōu)異的自潤滑性，圖2所示，圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層干摩擦系數(shù)曲線，由圖2可以看出，銀涂層在空氣中的干摩擦摩擦系數(shù)為0.1左右，低于目前電鍍銀涂層的摩擦系數(shù)0.2，且摩擦系數(shù)穩(wěn)定不隨時(shí)間進(jìn)行變化，這表明制備的銀涂層具有優(yōu)異的自潤滑性。
[0048]實(shí)施例二:
[0049]以X105CrMol7馬氏體不銹鋼軸承保持架銀涂層原位晶化法另一制備方法為例，其步驟如下:
[0050]Slll將調(diào)質(zhì)的不銹鋼清理表面的油脂，并進(jìn)行干燥。
[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(zhì)素磺酸鈉含量為2.0wt%、分散劑KX-5040含量為1.0wt%、消泡劑硅烷消泡劑(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采用噴涂方法，將70.0wt%納米Ag漿料均勻噴涂在馬氏體不銹鋼表面，用暖風(fēng)將馬氏體不銹鋼表面風(fēng)干，獲得3um厚的納米Ag顆粒涂層。
[0053]S114采用氬氣氛作為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度360°C，保溫時(shí)間4h，氫氣流量100ml/min。保溫結(jié)束后隨爐冷卻，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0054]目前，不銹鋼電鍍銀，需要進(jìn)行不銹鋼表面氧化膜清理的前處理活化、預(yù)鍍中間鍍層等處理工序，否則銀鍍層容易脫落。采用納米銀原位晶化法制備銀涂層，截取試樣，進(jìn)行涂層剖面電子探針元素線掃描，結(jié)果如圖3所示，圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂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層中的銀原子和不銹鋼基體中的Cr、Fe等金屬原子能彼擴(kuò)散，形成冶金結(jié)合的界面。在UMT-3摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行銀涂層結(jié)合力劃痕試驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示，圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層表面劃痕曲線，當(dāng)載荷值增加到34N時(shí)，聲發(fā)射譜發(fā)生劇烈增加，表明銀涂層發(fā)生了破壞，因此，銀涂層與不銹鋼基體的結(jié)合力為34N。而電鍍銀涂層是物理結(jié)合，其結(jié)合力值一般在ION以下，因此該發(fā)明解決鍍層結(jié)合力差的技術(shù)難題。
[0055]實(shí)施例三:
[0056]以X105CrMol7標(biāo)準(zhǔn)的馬氏體不銹鋼保持架銀涂層原位晶化法另一制備方法為例，其步驟如下:
[0057]S121將調(diào)質(zhì)的不銹鋼清理表面的油脂，并進(jìn)行干燥。[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(zhì)素磺酸鈉含量為1.0wt%、分散劑KX-5040含量為0.5wt%、消泡劑硅烷消泡劑(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采用噴涂方法，將70.0wt%納米Ag漿料均勻噴涂在馬氏體不銹鋼表面，用暖風(fēng)將馬氏體不銹鋼表面風(fēng)干，獲得12um厚的納米Ag顆粒涂層。
[0060]S124采用氨氣氛作為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度450°C，保溫時(shí)間6h，氫氣流量50ml/min。保溫結(jié)束后隨爐冷卻，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0061]銀涂層進(jìn)行元素能譜分析和X-ray衍射物相分析。結(jié)果表明，元素能譜分析顯示只有Ag元素，沒有其它雜質(zhì)元素，如圖5所示，圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的銀涂層表面EDS點(diǎn)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后隨保護(hù)氣排除爐外，獲得了潔凈的銀涂層表面。X-ray衍射物相分析表明，銀涂層表面只有Ag的物相，沒有其它物相的衍射峰，驗(yàn)證了元素分析的結(jié)果，圖譜6所示。
[0062]實(shí)施例四:
[0063]以醫(yī)用支架納米銀原位晶化法制備抗菌銀涂層為例，其步驟如下:
[0064]S201將醫(yī)用支架零件表面除油除脂，并進(jìn)行干燥；
[0065]S202將粒徑SOnm的銀納米棒進(jìn)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% ;消泡劑硅烷消泡劑(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采用浸涂方法，將零件浸入70.0wt%納米銀漿料中，緩慢提起，快速用暖風(fēng)將零件表面風(fēng)干，獲得3um厚的納米Ag顆粒涂層。
[0067]S204采用氬氣為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度4200C，保溫時(shí)間3.5h，氬氣流量50ml/min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0068]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在支架與銀涂層的冶金結(jié)合，銀層與支架基體表面結(jié)合力達(dá)到了 32N，比目前電鍍工藝獲得的銀層結(jié)合力提高了 2倍多。因此，防止了銀層在長期使用時(shí)的剝離、脫落問題。因此銀涂層可以持續(xù)釋放銀離子以起到抗菌的作用，還可以防止繼發(fā)性感染問題。[0069]實(shí)施例五:
[0070]以手術(shù)器械鑷子納米銀原位晶化法制備抗菌銀涂層為例，其步驟如下:
[0071]S211將鑷子零件表面除油除脂，并進(jìn)行干燥；
[0072]S212將粒徑IOOnm的銀納米棒進(jìn)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% ;消泡劑硅烷消泡劑(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采用浸涂方法，將零件浸入75.0wt%納米銀漿料中，緩慢提起，快速用暖風(fēng)將零件表面風(fēng)干，獲得12um厚的納米Ag顆粒涂層。
[0074]S214采用氬氣為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度4500C，保溫時(shí)間5h，氬氣流量50ml/min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0075]該發(fā)明制備的銀涂層抗大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白念珠菌、枯黑菌的達(dá)到99.9%以上。同現(xiàn)有技術(shù)相比，殺菌時(shí)間縮短50%以上。銀涂層的冶金結(jié)合，解決了鑷子在反復(fù)使用、消毒時(shí)，銀層的銀層剝離和脫落、生銹問題。
[0076]實(shí)施例六:
[0077]以高頻電刀納米 銀原位晶化法制備銀涂層為例，其步驟如下:
[0078]S221將高頻電刀表面除油除脂，并進(jìn)行干燥；
[0079]S222將粒徑90nm的銀納米棒進(jìn)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% ;消泡劑硅烷消泡劑(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采用浸涂方法，將零件浸入70.0wt%納米銀漿料中，緩慢提起，快速用暖風(fēng)將零件表面風(fēng)干，獲得8um厚的納米Ag顆粒涂層。
[0081]S224采用氬氣為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度4300C，保溫時(shí)間6h，氬氣流量50ml/min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0082]銀的電性和傳熱性在所有的金屬中都是較高的，該發(fā)明制備的銀涂層致密性比電鍍涂層提高50%以上，因此提高了高頻電刀的導(dǎo)電性和散熱性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以凝血效果提高60%以上，使手術(shù)更安全；組織焦痂和干燥降低了 80%以上，使其愈合更快；煙霧煙霧降低50%以下，提高手術(shù)視野。
[0083]實(shí)施例七:
[0084]以銅排表面納米銀原位晶化法制備導(dǎo)電銀涂層為例，其步驟如下:
[0085]S301將銅排表面除油除脂，并進(jìn)行干燥；
[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% ;消泡劑硅烷消泡劑(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采用噴涂方法，將60.0wt%納米Ag漿料噴涂在銅排表面，用暖風(fēng)將表面風(fēng)干，獲得IOum厚的納米Ag顆粒涂層。
[0088]S304采用氬氣為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度250°C，保溫時(shí)間6h，氬氣流量150ml/min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0089]納米銀原位晶化法制備銀涂層能適用于形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的銅排或有特殊截面形狀要求的導(dǎo)體材料，可在其的表面獲得均勻的銀涂層，解決了狹縫電鍍銀鍍層不均勻，結(jié)合力差的技術(shù)難題。
[0090]實(shí)施例八:
[0091]以銅排表面納米銀原位晶化法制備導(dǎo)電銀涂層制備方法為例，其步驟如下:
[0092]S311將銅排表面除油除脂，并進(jìn)行干燥；
[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% ;消泡劑硅烷消泡劑(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采用噴涂方法，將65.0wt%納米Ag漿料噴涂在銅排表面，用暖風(fēng)將表面風(fēng)干，獲得IOum厚的納米Ag顆粒涂層。
[0095]S314采用氬氣為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度350°C，保溫時(shí)間5h，氬氣流量120ml/min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0096]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在銅排與銀涂層的冶金結(jié)合，銀層與銅基體表面結(jié)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(shí)施例九:
[0098]以銅排表面納米銀原位晶化法制備導(dǎo)電銀涂層為例，其步驟如下:
[0099]S321將銅排表面除油除脂，并進(jìn)行干燥；
[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% ;消泡劑硅烷消泡劑(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采用噴涂方法，將75.0wt%納米Ag漿料噴涂在銅排表面，用暖風(fēng)將表面風(fēng)干，獲得IOum厚的納米Ag顆粒涂層。
[0102]S324采用氬氣為保護(hù)氣體，在可控氣氛管式爐中進(jìn)行納米Ag原位晶化。保溫溫度4300C，保溫時(shí)間6h，氬氣流量80ml/min。保溫結(jié)束后，繼續(xù)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厚的銀涂層。
[0103]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的銀涂層致密性比電鍍涂層提高50%以上，因此提高了銅排的短弧和散熱性性能。同時(shí)，銀層冶金結(jié)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]納米銀原位晶化制備銀涂層制備方法綠色環(huán)保，避免了電鍍銀產(chǎn)生的含氰鍍液環(huán)境污染問題；該方法制備的銀涂層與基體界面具有冶金結(jié)合特性，提高了界面結(jié)合強(qiáng)度；該方法不受零件形狀結(jié)構(gòu)與尺寸大小的限制，工藝適應(yīng)性強(qiáng)；該方法不受零件基體材質(zhì)的影響，對于不銹鋼、鈦合金、鎂合金和鋁合金，不需要預(yù)先清除其表面氧化膜，可以直接在其表面進(jìn)行原位晶化，獲得具有冶金結(jié)合的銀涂層，工藝簡單；制備的銀層具有抗大氣硫化性能，在導(dǎo)電、殺菌、潤滑方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0105]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都 應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種銀功能涂層原位制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、對固態(tài)Ag納米顆粒進(jìn)行超聲分散改性，獲得納米Ag漿料； 52、將所述納米Ag漿料涂覆在零件基體表面，干燥后獲得納米Ag顆粒涂層； 53、將干燥后的具有納米Ag顆粒涂層的零件置于保護(hù)氣氛中，在溫度為200°C~450°C下保溫后隨爐冷卻，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涂層。
2.如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟SI中，對固態(tài)納米Ag顆粒進(jìn)行超聲分散改性的具體步驟是:零件基體表面去除油脂后，將固態(tài)納米Ag顆粒加入蒸餾水中超聲分散10~20min，然后依次加入改性劑、分散劑、消泡劑，每次加入時(shí)均分別超聲分散15~30min,得納米銀衆(zhòng)料。
3.如權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述改性劑為壬基酚聚氧乙烯醚和木質(zhì)素磺酸鈉，或?yàn)槿苫泳垩跻蚁┟押褪榛蛩徕c，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，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(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述分散劑為KX-5040，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，分散劑加入的劑量為0.5~3.0wt%。
5.如權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述消泡劑為硅烷消泡劑，以漿料的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，消泡劑加入的劑量0.5~2.0wt%。
6.如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述零件基體采用金屬材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述涂覆的方法包括均勻噴涂、浸泡或涂抹。
8.如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟S3中，Ag涂層的厚度為1.0~10.0um0
9.如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟S3中，保溫時(shí)間為0.3~6.0h，保護(hù)氣體一直通到爐溫降至100°C后停止通氣。
10.如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述保護(hù)氣氛的保護(hù)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(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】孫金全, 崔洪芝, 邵丹, 赫慶坤, 李輝平, 于德芳, 張賀 申請人:山東科技大學(xué)