一种制备纳米或亚微米级锡或锡合金微球的方法

摘要

本发明涉及表面冶金技术和新材料制备技术领域，具体涉及一种利用电火花沉积技术制备纳米或亚微米级锡或锡合金微球的方法；该方法是采用电火花沉积技术，利用熔点较低的纯锡丝（棒）或Sn‑X复合丝（棒）为阳极，较高熔点的导电基底为阴极，且阴极置于硅油浴中，让阳极缓慢靠近阴极，接触并摩擦，从而产生火花放电现象，火花放电产生的瞬间高温使阳极尖端金属熔化，形成的金属或合金微液滴在瞬间火花放电形成的“爆炸”冲击力下弥散于阳极周围，并在自身重力作用下逐渐沉积到阴极表面；形成的纳米微球达到亚微米及纳米级别，且尺寸分布均匀；本发明工艺简单，对工作人员伤害小，效率高且适合大规模、大面积生产。

主权项

一种制备纳米或亚微米级锡或锡合金微球的方法，其特征在于包括如下步骤：阳极的材料选用纯锡或者Sn‑X复合材料，阴极的基底材料选用高熔点的导电金属，将阴极置于硅油浴中，缓慢移动阳极，使其逐渐浸入硅油液面以下并接触阴极表面，产生电火花放电，重复上述过程直至阳极材料在整个阴极表面涂覆均匀；所述Sn‑X复合材料中组分X为Pt、Pd、Au、Ag、Ni、Co、Cu或其中任意2种的合金；所述基底材料的熔点不低于1000℃；具体的，所采用的方法包括以下步骤：1）基底材料的预处理将基底材料依次用360目、1000目、2000目的金相砂纸研磨、抛光至光亮，抛光后的基底材料依次在丙酮、无水乙醇和超纯水中超声清洗，取出晾干备用；2）阳极材料的预处理阳极材料选用纯锡时，要求为纯度90wt.%‑99.9wt.%、直径0.5‑10mm的纯锡丝或纯锡棒；阳极材料选用Sn‑X时，要求为直径2‑10mm的复合丝或复合棒，Sn‑X复合丝或复合棒以组分X为芯，以锡为皮，芯的直径为0.05‑5mm；其中锡的纯度以及组分X的单一金属的纯度均要求90wt.%‑99.9wt.%；3）装置的连接将经步骤1）预处理的基底材料浸入10‑50℃的硅油浴中，基底材料的上表面到液面的距离为1‑200mm；从基底材料下表面引出导线，使其连接到金属表面电火花强化设备的工作电极端作为阴极；将经步骤2）预处理的的阳极材料连接到设备的源极端作为阳极；4）涂覆过程设置电火花沉积电源电压为20‑60伏特，电容为400‑800微法，频率为40‑80赫兹，缓慢移动阳极，使其逐渐浸入硅油液面以下并接触阴极表面，产生电火花放电，重复上述过程直至阳极材料在整个基底材料上表面涂覆均匀，电火花放电涂覆速率为每秒放电1‑10次；涂覆完成后，取出基底材料依次在丙酮、无水乙醇和超纯水中超声清洗，取出晾干。