روش استفاده و تهیه پودر نقره فوق ریز
نقره یک عنصر شیمیایی و یک فلز انتقالی است. در طبیعت، عمدتاً به عنوان سنگ معدنی ترکیبی نقره وجود دارد. در صنعت، با توجه به طبقه بندی اندازه ذرات، پودر نقره را می توان به دسته های زیر تقسیم کرد: پودر نقره ریز، پودر نقره بسیار ریز، پودر نقره بسیار ریز و پودر نقره نانو. با توجه به مورفولوژی پودر نقره فوق ریز، می توان آن را به پودر نقره کروی و پودر نقره پولکی تقسیم کرد.
خواص فیزیکی نقره
| مشخصات فیزیکی | مقدار عددی | مشخصات فیزیکی | مقدار عددی |
| فرمول شیمیایی | Ag | گرمای تبخیر | 150.58KJ/mol |
| عدد اتمی | 47 | گرمای همجوشی | 11.3KJ/mol |
| ساختار کریستالی | مکعب در مرکز صورت (fcc) | ظرفیت گرمایی خاص | 232KJ/(Kg·K) |
| ثابت شبکه a | 0.40362nm | انعکاس | 0.91 |
| جرم اتمی نسبی | 107.88 | رسانایی | 6.301x107S/m |
| شعاع اتمی | 0.144nm | رسانایی گرمایی | 429W/(m·K) |
| ساختار الکترونیکی بیرونی | 4d105s1 | سختی مو | 2.5 |
| حالت اکسیداسیون اصلی | +1،+2،+3 | سختی ویکرز | 251MPa |
| اولین انرژی یونیزاسیون | 7.567 eV | سختی برینل | 24.SHB Mpa |
| الکترونگاتیوی | 1.93 | ضریب انبساط (25℃) | 18.9μm/(m-K) |
| محلول در آب | نامحلول در آب | مدول یانگ | 83Gpa |
| چگالی نسبی (آب = 1) | 10.49 | مدول برشی | 30Gpa |
| نقطه ذوب | 961.93 ℃ | مدول حجمی | 100Gpa |
| نقطه جوش | 222.12℃ | نسبت پواسون | 0.37 |
نقره همچنین رسانایی الکتریکی و پایداری شیمیایی خوبی دارد. با توجه به تفاوت در ریخت شناسی و اندازه ذرات پودر نقره بسیار ریز، آرایش اتمی سطح ساختار کریستالی آن بر این اساس تغییر می کند و در نتیجه تعداد زیادی عیوب سطحی ایجاد می شود و مواد را غیر اشباع و از نظر شیمیایی فعال می کند و دارای: اثر اندازه کوچک، کوانتومی است. اثر، و اثر تونل کوانتومی ماکروسکوپی، اثر سطحی.
پودر نقره به عنوان یک فاز رسانا در خمیرهای الکترونیکی استفاده می شود و خواص آن تاثیر زیادی در عملکرد خمیرهای رسانا به خصوص خمیر نقره جلویی سلول های خورشیدی خواهد داشت. عملکرد کاربرد آن تا حد زیادی به پودر نقره مورد استفاده بستگی دارد. طبیعت.
پراکندگی پودر نقره تأثیر مهمی بر چاپ و تف جوشی خمیر نقره جلویی و رسانایی باتری دارد. اندازه ذرات پودر نقره بر چگالی شیر آن تأثیر می گذارد، بنابراین بر فشردگی خمیر نقره پس از تف جوشی تأثیر می گذارد. مورفولوژی پودر نقره بر سطح ویژه آن تأثیر می گذارد. ذرات با سطح ویژه بزرگ انرژی آزاد سطح زیادی دارند و در حالت ناپایدار هستند. آنها در حین تف جوشی تمایل دارند منقبض شوند و در نتیجه بر عملکرد خمیر رسانا تأثیر می گذارند.
استفاده از پودر نقره بسیار ریز
- کاربرد در اپتیک
خمیر حساس به نور تهیه شده از مخلوط کردن رزین حساس به نور با پودر نقره بسیار ریز به عنوان عملکرد رسانا بر روی صفحه اصلی چاپ می شود. پس از نوردهی و اچینگ، الگوی الکترود پیوسته، عرض خط یکنواخت و لبه صاف است. به عنوان ماده الکترود صفحه نمایش پلاسما استفاده شده است. در آماده سازی.
- کاربرد در زمینه محافظ الکترومغناطیسی
پودر نقره بسیار ریز رسانایی بالایی دارد. در میدان الکترومغناطیسی، می‌تواند امواج الکترومغناطیسی را که در حال انتشار به فضای اصلی هستند منعکس کند و در نتیجه نقش محافظ الکترومغناطیسی را ایفا کند. در عین حال، به دلیل رسانایی بالای پودر نقره بسیار ریز، نفوذپذیری مغناطیسی نسبتا کم است. بنابراین، اثر محافظ الکترومغناطیسی پودر نقره بسیار ریز برای میدان‌های مغناطیسی با فرکانس بالا مناسب‌تر است، اما برای میدان‌های مغناطیسی فرکانس پایین که اثر محافظ اصلی آن از دست دادن جذب است، مناسب‌تر نیست.
- کاربرد در زمینه زیست پزشکی
پودر نقره فوق‌العاده توانایی کشتن باکتری‌ها را دارد که عمدتاً ناشی از اثر کوچک Ag+ در محلول و پودر نقره فوق‌ریز نانومتری است. فعالیت شیمیایی بالا می تواند غشای سلولی ویروس را از بین ببرد و برخی از گروه ها را روی DNA ویروس ایجاد کند. از دست دادن فعالیت، مانع از تولید مثل ویروس برای رسیدن به اثر عقیم سازی می شود.
- کاربرد در زمینه کاتالیزور
برای نانو نقره، ماهیت فرآیند کاتالیزوری آن، جذب شیمیایی و دفع اکسیژن توسط نقره است که می تواند به طور گسترده در زمینه داروها و مواد شیمیایی برای اپوکسیداسیون الفین ها و زمینه کاتالیزورهای نقره پشتیبانی شده برای انتخابی مورد استفاده قرار گیرد. اکسیداسیون الکل ها زمینه کاتالیزورها برای کاهش NOX منتشر شده از اگزوز خودرو برای تولید نیتروژن. زمینه پیل های سوختی برای اکسیداسیون انتخابی مونوکسید کربن و زمینه های تصفیه آلودگی محیطی.
- کاربرد در زمینه تولید برق فتوولتائیک
مواد کاتدی سلول های خورشیدی معمولاً از خمیر نقره رسانا تهیه شده از پودر نقره کروی در ابعاد میکرون تشکیل شده است. خمیر نقره رسانا به صورت صفحه نمایش چاپ می شود و به ویفر سیلیکونی کریستالی خورشیدی متصل می شود تا از طریق تف جوشی با رطوبت بالا یک شبکه (آند) تشکیل دهد که می تواند انرژی نور را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.
- کاربردها در صنعت میکروالکترونیک
پودر نقره بسیار ریز به دلیل رسانایی الکتریکی بالا و انتقال حرارت عالی، به طور گسترده ای در زمینه صنعت میکروالکترونیک استفاده شده است، مانند استفاده به عنوان اتصال رسانا و رسانه های انتقال و خمیرهای الکترونیکی مختلف و غیره، برای توسعه نسل جدید High. -عملکرد قطعات الکترونیکی با استفاده از خواص کوانتومی نانوسیم‌های نقره، می‌توان از آن به عنوان سیم اتصال برای دستگاه‌های نانومقیاس استفاده کرد، به طوری که الزامات سیم اتصال را برای سطح ویژه بزرگ، قطر کوچک و جهت گیری یکنواخت برآورده کرد.
- کاربرد در سایر زمینه ها
به دلیل رسانایی حرارتی و الکتریکی عالی، پودر نقره بسیار ریز در سیم‌های مقاوم در برابر گرمایش یخ‌زدایی شیشه جلوی خودرو و غیره استفاده می‌شود. پودر نانو نقره می تواند باعث ترمیم سلولی شود و اغلب در زمینه توانبخشی پس از عمل های پزشکی استفاده می شود.
روش تهیه پودر نقره بسیار ریز
روش های تهیه پودر نقره بسیار ریز را می توان به روش های آماده سازی فیزیکی و روش های آماده سازی شیمیایی تقسیم کرد. روش های فیزیکی شامل آسیاب مکانیکی توپ، تبخیر و تراکم، پلاسمای قوس DC، فرسایش لیزری و اتمیزه کردن می باشد. روش های شیمیایی شامل روش سونوشیمیایی، روش الکترولیز، روش احیای شیمیایی فاز مایع، روش تجزیه حرارتی اسپری و روش تبدیل رسوب فاز مایع می باشد.
مزایا و معایب روش های مختلف فیزیکی برای تولید پودر نقره بسیار ریز
| روش آماده سازی فیزیکی | مزایای | معایب |
| آسیاب مکانیکی توپ | فرآیند ساده، کم هزینه، مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ | توزیع اندازه ذرات گسترده، عملکرد ناهموار، راندمان پایین |
| روش تراکم تبخیری | پودر نقره دارای خلوص بالا، اندازه ذرات یکنواخت و بلورینگی خوب است | نیاز به تجهیزات بالا، برای تولید صنعتی دشوار است |
| ابلیشن با لیزر | فرآیند ساده است، خلوص پودر نقره بالا است و پایداری خوب است | هزینه بالا |
| اتمیزه کردن | پودر نقره دارای خلوص بالا و بلورینگی خوب است | با محدودیت تجهیزات، فقط پودر نقره در سطح میکرون می تواند تولید شود |
| روش پلاسمای قوس DC | پودر نقره با خلوص بالا، پودر نقره با خلوص بالا | توزیع اندازه ذرات گسترده، نیازهای بالا برای تجهیزات، سرمایه گذاری بالا |
مزایا و معایب روش های مختلف شیمیایی برای تهیه پودر نقره بسیار ریز
| روش تهیه شیمیایی | مزایای | معایب |
| احیای شیمیایی فاز مایع | فرآیند ساده است، قیمت مواد خام کم است، مصرف انرژی کم است، پارامترها به راحتی قابل کنترل هستند و برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب است. | مشکل در بهبود فرآیند |
| اسپری پیرولیز | فرآیند ساده، راندمان تولید بالا، سازگار با محیط زیست | توزیع اندازه ذرات گسترده |
| الکترولیز | تجهیزات فرآیند ساده است، خلوص پودر نقره بالا است و نیاز به محتوای نقره در مواد خام کم است. | مصرف انرژی فرآیند بالا است، هزینه تولید بالا است |
| روش میکروامولسیون | پودر نقره پراکندگی خوبی دارد و اندازه ذرات را می توان دقیقاً کنترل کرد | مشکل در جداسازی جامد از مایع |
از آنجایی که روش کاهش شیمیایی فاز مایع دارای مزایای فرآیند ساده، قیمت مواد خام پایین، مصرف انرژی کم، کنترل آسان پارامترها و مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ است، پودر نقره فوق ریز صنعتی فعلی عمدتاً توسط مایع تهیه می شود. روش کاهش شیمیایی فاز
در فرآیند تهیه پودر نقره فوق ریز به روش احیای شیمیایی فاز مایع، عوامل اصلی موثر بر عملکرد پودر نقره فوق ریز عبارتند از غلظت واکنش دهنده ها، نوع عامل کاهنده، دمای واکنش، نوع پخش کننده و pH. ارزش سیستم واکنش
همانطور که استفاده از پودر نقره در انرژی خورشیدی، اینترنت اشیا و سایر صنایع همچنان در حال افزایش است، جایگاه و نقش پودر نقره به عنوان یک ماده پشتیبان برای صنایع نوظهور استراتژیک همچنان در حال افزایش است و چشم انداز مصرف گسترده است.
منبع مقاله: شبکه پودر چین