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镀银铜粉导电涂料制备及腐蚀失效研究
2006年8月11日 9:32  

    3.4镀银粉抗迁移机理探讨

    前人的许多研究已经证实,含银的复合材料及金属银容易迁移短路,其发生的机理大致如下:在直流偏压和水膜共同作用下,银在阳极溶解产生Ag+,在阴极发生H+还原,析出氢气。同时OH-向阳极移动与向阴极迁移的Ag+相结合,当OH-和Ag+的量达到一定浓度在阳极附近形成胶体状的AgOH,而不稳定的AgOH会分解形成黑色无定性的Ag2O沉淀。由于Ag+和Ag2O存在如下的平衡关系:

    Ag2O+H2O=2AgOH=2Ag++2OH-

    而AgOH在20℃的溶解度常数KAgOH为1.5×10-8,假设水为纯水,Ag+和OH-离子浓度相等,则Ag+浓度达1.2×10-4M将达成以上平衡。一旦平衡建立,则Ag+就会向阴极迁移,并在阴极还原形成枝状生长的银,进一步降低溶液电阻,导致电流增加,枝状生长加速,最终导致短路。

    同样地,铜粉也存在溶解和Cu2+的迁移,但是其形成枝晶的速率大大低于金属银。

    而镀银铜粉之所以具有类似于铜粉的抗迁移性能,这可用电偶腐蚀理论来解释,即镀银铜粉中银与铜组成了众多的电偶对,铜为阳极,银为阴极,在发生氧化反应时,铜将作为阳极抑制银阴极的氧化。铜的溶解被促进。由于银的溶解量降低,因此形成枝晶的几率就大大降低了。

    Y.CharleGuan曾用旋转圆盘电极研究铜银合金在充气的氨水溶液中的氧化还原行为。他也认为铜银合金溶解时电偶作用很明显,阳极的反应面积愈大,对阴极的抑制作用愈明显,阴极的面积愈大对阳极的溶解促进作用亦愈大。他发现甚至在某种比例的铜银合金中,几乎没有银的溶解。

    由于所制镀银铜粉含银量不超过30%,属于阳极面积大于阴极面积,主要现出阳极对阴极的抑制作用,因此,在迁移实验中镀银铜粉具有良好的抗迁移性能。

    4.结论

    采用精选的化学镀工艺,制备出导电性良好,导电稳定性高的镀银铜粉,以该粉末为导电填料制备的导电涂料具有较高的导电性,导电稳定性和抗迁移能力。电偶作用是该粉末具有抗迁移作用的主要因素,铜抑制银的溶解,从而降低银形成枝晶的几率。

 
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