一种抗静电合金材料的制备方法

一种抗静电合金材料的制备方法

技术领域

本发明涉及抗静电材料制造领域，具体涉及一种抗静电合金材料的制备方法。

背景技术

理想的电子封装材料要具备热膨胀系数低、高导热、气密性佳、足够的强度和刚 度、便于加工成型和焊接以及轻质轻量等优点，目前常用的几类封装材料主要有塑料封装 材料、陶瓷封装材料、金属封装材料以及金属基复合材料几大类，其中金属基复合电子封装 材料具有强度高、导热性好等优点成为行业研究的热点，尤其是铝基金属材料，其轻质的优 点在汽车领域广受青睐，提高铝基封装材料的综合性能也是研究热点，尤其在抗静电方面 的研究，目前更是广受重视。

静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了 静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。 当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负 静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电 位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。

在当今日益发展的电子工业时代，各种微电子、光电子原件的应用非常广泛，而静电放 电能够破坏电子原件、改变半导体元器件的电性能、破坏电子系统，造成整个设备故障或失 灵；与此同时，静电电荷释放时产生静电火花，极易引燃易燃易爆材料，造成极大危险和经 济损失；此外，静电容易向清洁的环境中吸入脏物，如灰尘、异物颗粒、容易使不能相互接触 的产品粘在一起，这些都会造成重大的损失。

添加抗静电剂是提高合金材料材料表面电导率的有效方法，而提高合金材料体积 电导率可采用添加导电填料或与其它导电分子共混的技术。添加导电填料法，这类方法通 常是将各种无机导电填料掺入合金材料基体中。目前用该技术制得的抗静电合金复合材料 具有很高的使用价值，其中不少在国外已经实现商品化。

发明内容

本发明提供一种抗静电合金材料的制备方法，本发明采用在合金中添加抗静电填 料来提升合金材料的抗静电能力，本发明的抗静电填料利用高粱根和绿豆芽中天然导电抗 静电物质，与营养物质进行混合，培养微生物，在培养过程中，以通电作为诱导，促进微生物 变异，增加其抗静电能力，本发明工艺上先将合金加工成泡沫铝镁合金预制件，并将抗静电 填料以溶胶的形式真空渗积到合金件中，再经过二次烧结后制得成品，这种工艺流程改善 了抗静电填料在合金材料中的团聚现象，其分散程度更高，从而具备更好的抗静电能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种抗静电合金材料的制备方法，该方法包括 如下步骤：

（1）制备抗静电填料

按质量比1:3-5，取高粱根和绿豆芽放入65℃烘箱中干燥7-9h，再进行粉碎，过100目 筛，将过筛颗粒与质量分数为1.5％醋酸溶液按料液比1:1，放入蒸煮锅中，在90-95℃下蒸 煮4-5h，随后使用纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数20％氢氧化 钾调节滤液pH至中性；

将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的55-60％，按重量份数计 20-25份浓缩液、15-20份卵磷脂、15-20份乙二醇、1-3份磷酸氢二钾，混合均匀，并杀菌消 毒，得培养基；

按接种量12-16％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度30- 35℃，在200-250r/min下培养15-20h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电 流为5-10A，在培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液；

按重量份数计，取10-15份碳纤维、25-30份上述淋洗液、10-15份质量分数为10％柠檬 酸溶液、2-3份质量分数为3％硝酸银溶液及0.5-1.5份硝酸铝，放入搅拌机中以150r/min搅 拌20-25min，再静置3-5h，随后过滤，即可得到抗静电材料导电填料溶胶；

（2）制备合金预制件

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合，以300-500转/min的转速混粉10- 15min，所得混合物料经压实致密化处理获得生坯，随后将生坯放入模具中在真空条件下热 压烧结成型，烧结工艺为：体系以10-20℃/min的升温速度升温至450℃，在温度达到450℃ 时加压，压力为50MPa，保温烧结20-35min，随后自然冷却至室温后卸压，所得产品放入水中 溶出造孔剂后干燥，得合金预制件备用；

（3）将合金预制件放入模具中，随后加入所述导电填料溶胶，在-0.05MPa下渗积70- 100min，处理结束后恢复常压，取出预制件，在75-90℃烘箱中干燥处理4-6h，随后将预制件 再次放入模具中，在720-740℃、35MPa压力下再次烧结35-40min，最后降温卸压，冷却至室 温后即得所述的抗静电合金材料。

具体实施方式

实施例一

按质量比1:3，取高粱根和绿豆芽放入65℃烘箱中干燥7-9h，再进行粉碎，过100目筛， 将过筛颗粒与质量分数为1.5％醋酸溶液按料液比1:1，放入蒸煮锅中，在90℃下蒸煮4-5h， 随后使用纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数20％氢氧化钾调节 滤液pH至中性；将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的55％，按重量份 数计20份浓缩液、15份卵磷脂、15份乙二醇、1份磷酸氢二钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养 基。

按接种量12％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度30 ℃，在200r/min下培养15h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为5A，在 培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液。

按重量份数计，取10份碳纤维、25份上述淋洗液、10份质量分数为10％柠檬酸溶 液、2份质量分数为3％硝酸银溶液及0.5份硝酸铝，放入搅拌机中以150r/min搅拌20min，再 静置3h，随后过滤，即可得到抗静电材料导电填料溶胶。

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合，以300转/min的转速混粉 10min，所得混合物料经压实致密化处理获得生坯，随后将生坯放入模具中在真空条件下热 压烧结成型，烧结工艺为：体系以10℃/min的升温速度升温至450℃，在温度达到450℃时加 压，压力为50MPa，保温烧结20min，随后自然冷却至室温后卸压，所得产品放入水中溶出造 孔剂后干燥，得合金预制件备用。

将合金预制件放入模具中，随后加入所述导电填料溶胶，在-0.05MPa下渗积 70min，处理结束后恢复常压，取出预制件，在75℃烘箱中干燥处理4h，随后将预制件再次放 入模具中，在720℃、35MPa压力下再次烧结35min，最后降温卸压，冷却至室温后即得所述的 抗静电合金材料。

实施例二

按质量比1:5，取高粱根和绿豆芽放入65℃烘箱中干燥9h，再进行粉碎，过100目筛，将 过筛颗粒与质量分数为1.5％醋酸溶液按料液比1:1，放入蒸煮锅中，在95℃下蒸煮5h，随后 使用纱布对蒸煮混合物趁热进行过滤，收集滤液，并使用质量分数20％氢氧化钾调节滤液 pH至中性；将上述调节pH后的滤液放入真空浓缩罐中，浓缩至原体积的60％，按重量份数计 25份浓缩液、20份卵磷脂、20份乙二醇、3份磷酸氢二钾，混合均匀，并杀菌消毒，得培养基。

按接种量16％，将大豆根瘤菌接种至上述培养基，并置于恒温摇床中，设定温度35 ℃，在250r/min下培养20h，在培养过程中，对培养基进行通电，使培养基内的电流为10A，在 培养结束后使用无菌水淋洗培养基表面，直至其表面无菌丝，收集淋洗液。

按重量份数计，取15份碳纤维、30份上述淋洗液、15份质量分数为10％柠檬酸溶 液、3份质量分数为3％硝酸银溶液及1.5份硝酸铝，放入搅拌机中以150r/min搅拌25min，再 静置5h，随后过滤，即可得到抗静电材料导电填料溶胶。

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合，以500转/min的转速混粉10- 15min，所得混合物料经压实致密化处理获得生坯，随后将生坯放入模具中在真空条件下热 压烧结成型，烧结工艺为：体系以20℃/min的升温速度升温至450℃，在温度达到450℃时加 压，压力为50MPa，保温烧结35min，随后自然冷却至室温后卸压，所得产品放入水中溶出造 孔剂后干燥，得合金预制件备用。

将合金预制件放入模具中，随后加入所述导电填料溶胶，在-0.05MPa下渗积 100min，处理结束后恢复常压，取出预制件，在90℃烘箱中干燥处理6h，随后将预制件再次 放入模具中，在740℃、35MPa压力下再次烧结40min，最后降温卸压，冷却至室温后即得所述 的抗静电合金材料。