电磁屏蔽用导电镍粉制备工艺及性能研究

张卫华

摘要：具有特殊形态的导电镍粉作为重要的多功能磁性金属材料，在许多领域具有广阔的应用前景。特别地，其在电磁屏蔽领域的是十分重要的存在。由于导电镍粉材料在温和的条件下的制造工艺操作简单，成本低廉，环境友好以及易于获得的形态和结构控制等优点，因此，它具有重要的理论和应用价值。在此基础上，本文主要讨论了用于电磁屏蔽的导电镍粉的制备工艺和性能。

关键词：电磁屏蔽;导电镍粉;制备工艺;性能

随着信息技术的飞速发展，越来越多的电子和电气设备被用于生产和日常生活中。这些电子设备在工作期间会产生电磁波辐射，从而在我们的生活和工作环境中，存在许多强大的低频电磁场。电磁辐射给人类的生活和生产带来了许多便利，但作为污染源之一，它同时也给人类带来了极大的伤害。电磁輻射造成的损害主要涉及电磁干扰，电磁造成的环境污染和电磁信息的丢失等。电磁波的传播类似于光的传播。当电磁波撞击屏蔽材料时，它们会被反射，吸收和传输。电磁屏蔽是使用屏蔽来阻止或减少由某些辐射源引起的特定区域中的电磁场效应，并有效地控制由电磁波从一个区域到另一个区域的辐射所造成的损害。电磁屏蔽涂层通常由导电填料，树脂粘合剂，溶剂和添加剂组成。大多数电磁屏蔽用导电涂料的制造商都使用镍粉，铜粉，银粉和镀银铜粉作为导电填料。本文以导电镍粉为主要研究对象对其制备工艺和性能进行探讨。

一、制备工艺

目前，国内市场对导电镍粉的需求增长迅速，但导电镍粉的工业生产相对落后。产品的质量和数量不能满足不断增长的工业需求。特别是高端产品的生产能力不足，供需矛盾十分突出。因此，迫切需要进一步提高导电镍粉的生产能力，并加强新等级和结构的开发以满足市场需求。

导电镍粉的物理和化学性质与粉末的形态，尺寸和分布密切相关。通过控制反应条件来生产符合要求的产品是进行导电镍粉研究的重要方面。通常，有许多制备导电镍粉的方法，包括气相法，液相法，固相法和电解质法。这些方法各有优缺点，在理论上和实践上都有许多问题需要探讨。下文举出某些方法的例子，并对其优缺点进行归纳。

1.1气相法

羰基镍热分解法，由此制备的产物粉末纯度高，粒度小，且工艺发展较成熟，易于实现工业化。但是另一方面，其产物粉末易烧结，粒径较大，且对环境污染较大，有碍人体健康。

蒸发-冷凝法，制备得出的产物纯度高，结晶性好，表面光洁，且具有较强的抗氧化能力。但是该方法的生产效率低，颗粒易氧化，且用到的设备复杂，导致生产成本较高。

CVD法，通过此法得到的产物粉末成球形，粒度均匀并且可控，结晶性好，粉末活性高。但是其生产过程对设备的腐蚀十分严重。

1.2液相法

高压氢还原法，该方法操作简单，原料广泛，且生产出的粉末粒度小。但是，该方法需要使用高压设备且生产成本较高。

常压液相还原法，该方法使用的设备简单，且操作容易，制得的产物纯度高，形貌粒度也是可控的，但是产物的结晶性不好。

微乳液法，通过该方法生产得到的产物形貌较好，分布均匀，粒径也是可控的，但是生产过程中的操作方法相对较为复杂。

1.3固相法

氩气保护机械球磨，该方法可连续操作，且生产能力较大，但是由此制得的产物粒度分布不均匀，形貌难以控制。

1.4电解法

电解含镍离子的溶液，此方法易于通过电流控制产物的形貌和大小，但是产物粉末较粗，且生产过程能耗较高。

二、性能

镍金属具有出色的抗氧化性和耐化学腐蚀性，其稳定性介于银粉和铜粉之间，价格适中，且使用期间不需要抗氧化处理。因此，作为铁磁金属的导电镍粉在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。但是，由于电磁屏蔽复合材料中填充剂的数量过多以及测试所需样品的尺寸较大，通常需要使用大量的填充剂来测试材料的电磁屏蔽性能。由于制造技术的限制，金属镍作为填充剂在电磁屏蔽领域的应用目前主要由微米镍和镀镍复合材料组成。然而，关于超细导电镍粉的研究非常少，并且大部分可用的仅限于理论工作研究，仍需要深化和系统化。

鉴于金属材料的高密度和电磁屏蔽复合材料中使用的金属材料的比例很大，近年来，对导电复合涂层的研究已成为导电涂层领域的热门话题。基于镍的电磁屏蔽涂料在导电涂料中所占比例很高，在许多国家被用作主要的导电涂料。但是其缺点是金属填料的密度高，在涂层中容易发生沉淀。

在电磁屏蔽复合材料中，根据复合粉末的芯材，金属包覆复合粉末可分为三类：金属-金属，金属-非金属和金属-陶瓷型复合粉末。其中，镍在这方面具有较高的应用价值。研究表明，镀镍石墨的电导率明显优于石墨，并且其成本低于纯镍填料的电导率。该产品为阻隔涂层技术带来了巨大的利益和机遇。在塑料中的应用也正在逐渐增加，屏蔽效果也很好。镍的电导率低，当将金属铜添加到电镀镍中时，可以明显提高其导电性，但是这种材料的制造工艺复杂并且成本高。

三、结语

综上，经过特殊处理的导电镍粉具有出色的抗氧化，抗腐蚀和防潮性能，在电磁波屏蔽材料领域具有良好的应用前景。在导电镍粉的许多制备工艺中，液相的化学还原工艺最简单，并且产品的粒径和形貌易于控制，因此引起了很多关注。该体系简单，反应条件温和。通过调节反应参数，例如溶剂的组成，成核剂的量，还原剂和表面活性剂的种类等，可以控制超细粉末的形态，尺寸和尺寸分布。

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