银包铜粉是一种以铜粉为核、银为壳的核壳结构复合粉体材料，完美结合了铜材的低成本、高导电特性与银层的耐氧化、耐腐蚀、低接触电阻优势，在电子浆料、导电胶、电磁屏蔽材料等领域应用日益广泛。目前银包铜粉主流制备工艺包含球磨法、熔融喷雾法、置换法、置换-还原法等，其中，置换-还原法能够制备出结构更致密、包覆更均匀的银包覆层，得到了行业的广泛关注。以下，本文从其工艺原理出发，梳理其制备过程中的关键要点。

一、置换-还原法的工艺原理

置换还原法是利用还原剂（如甲醛、葡萄糖、水合肼、抗坏血酸）将溶液中的银离子（Ag⁺）还原为单质银，并沉积在铜粉表面。该过程包含两个阶段：

（1）置换反应：由于铜（Cu）的活性高于银（Ag），铜粉首先与 Ag⁺ 发生置换反应： 2Ag⁺+ Cu → 2Ag + Cu²⁺，在铜表面形成一层较为疏松的银薄层。随着置换银层覆盖铜表面，阻碍了铜与 Ag⁺的直接接触，置换反应停止。

（2）还原反应：溶液中的剩余的Ag⁺ 主要依赖还原剂发生反应（如：2Ag⁺ +还原剂 → 2Ag +氧化产物），银在初始置换层上持续、均匀地沉积增厚，形成结构更致密的银包覆层。

需要注意的是，铜的还原电位低于银，两者之间的电势差较大，导致置换反应在初始阶段非常迅速，银层极易不均匀或出现局部过厚。而在还原反应阶段中，还原剂在还原银离子的同时也会还原释放出来的铜离子，且银的还原还会自成核产生大量游离的银颗粒。因此，要实现银在铜颗粒表面的均匀包裹，就需要精细控制反应过程，特别是还原剂还原银离子的动力学以达到壳层金属的高致密包覆。

二、制备要点

1、铜粉预处理

铜粉在储存和运输过程中，表面难免形成氧化层和吸附油污。若不经处理直接镀银，氧化层会阻碍银离子的接触和还原，最终导致银层包覆不连续、结合力差、粉体性能一致性差。

清洗铜粉首先需要将其乳化、分散，以减少团聚，方便后续清洗彻底。乳化剂常采用辛基酚聚氧乙烯醚。预分散完成后，可采用碱（如氢氧化钠）去除铜粉表面的油脂，再用采用酸洗（如稀硫酸）去除铜粉表面的氧化层（CuO或Cu₂O）并活化铜粉最外层原子，确保银层能直接包覆纯净的铜基体，。酸洗后需用去离子水反复冲洗至中性，防止残留酸液影响后续镀银反应。

2、置换过程的控制

作为银包覆的第一阶段，置换过程的目的是在铜粉表面生成均匀的初始银晶核，为后续还原反应提供沉积基底。该反应过程控制的核心是“慢”和“匀”，初始置换镀的银源加入量不宜过多或过少，过少会导致附着位点不足，包覆密实度差；加入量过多则会导致反应剧烈，置换层过厚、疏松，影响后续包覆。

而为了使银单质在铜粉表面沉积更均匀、致密，配位剂的作用不可忽视。 在置换反应体系中加入适当的配位剂（络合剂），如EDTA（乙二胺四乙酸）、氨水等，与银离子形成络合离子，一方面，可降低游离银离子的浓度，从而缓释银离子、减缓置换反应速率。另一方面还可有效降低铜-银之间的电势差，使银在铜颗粒表面均匀形成，避免因局部电势差过大导致银核在缺陷位置处集中生长。

3、还原过程的控制

还原剂的选择直接关系到银层的质量、反应速率和工艺可控性。常用的还原剂有抗坏血酸、葡萄糖、水合肼等，其中，使用水合肼等强还原剂能使银离子快速被还原，避免银离子直接置换铜粉，而使用以葡萄糖、酒石酸为代表的弱还原剂，则可使得还原反应温和、速率缓慢，银原子沉积有序性强，生成的银层晶粒细小、排布紧密，镀层致密性、平整度优。此外，通过控制还原剂 含量等参数，可制备尺寸不同的银包铜纳米颗粒。

4、热处理

经过湿法置换-还原反应后的银包铜粉，虽已形成完整核壳结构，但银层内部仍存在大量微小针孔、晶粒间隙与内应力，这些缺陷会成为氧气和水汽渗透的通道，导致铜核氧化，严重影响产品的抗氧化性能和使用寿命，因此可采用热处理使银原子获得足够的迁移能，在铜表面重新排列、扩散、融合，填补微观缺陷，使银层变得更加致密、连续，最终提升成品综合性能。

但需要注意的是，热处理需要在惰性气氛（如氮气或氩气）中进行，以防止铜核在高温下氧化。此外，热处理的时间和温度对于镀层的致密性也有关键影响，过高的温度或过长的热处理时间都会使得熔融态银包覆层从表面孔洞处开始收缩，形成岛状聚集态并与铜内核分离。

300℃下，℃不同热处理时间得到银包铜粉对比（来源：参考文献2）

小结

置换-还原法制备高品质银包铜粉利用分段反应的特性，可有效解决传统工艺银层疏松、包覆不均、粉体稳定性差等痛点。当前，电子材料行业正同步追求高稳定性和低成本，这对该技术的工程化落地提出了更为严苛的要求。为满足电子浆料、电磁屏蔽等高端应用场景对银包铜粉的品控需求，必须从前处理、置换-还原过程到热处理各环节实施精准调控，才能将置换-还原法的技术潜力充分转化为稳定、可靠的规模化生产能力。

参考文献：、

1、张树利,刘俊祎,朱国兴.银包铜粉的湿化学置换-还原法制备研究[J].广州化工.

2、瞿希铭,周友智,杨裕金,等.热处理工艺对低银含量银包铜粉表面银镀层包覆致密性的影响研究[J].现代工程科技.

粉体圈Corange整理