MLCC镍粉/铜粉内电极浆料研磨，如何做到防氧化？

MLCC（片式多层陶瓷电容器）的内电极材料正经历从贵金属银钯（Ag-Pd）向贱金属镍（Ni）和铜（Cu）的转换，这一变化有助于降低材料成本。然而，镍粉与铜粉在空气中具备较高的化学活性，尤其在研磨过程中，新生表面的形成会加速其与氧气的反应，生成绝缘的氧化物层（NiO或CuO），进而影响电极的导电性与MLCC的可靠性。因此，在制备内电极浆料时，防止金属粉体氧化是工艺控制中的一项重要议题。

氧化机理与防护思路

研磨过程中，机械力作用于镍粉或铜粉颗粒，导致晶体结构发生断裂，产生大量未饱和化学键。这些活性位点一旦接触空气中的氧气，便会迅速发生氧化反应。氧化后的粉体表面形成致密或疏松的氧化膜，一方面增加电极电阻，另一方面可能影响浆料的分散性和烧结收缩行为。常规的抗氧化剂添加法虽有一定效果，但难以保证纳米尺度下的充分包覆。因此，从工艺设备角度出发，物理隔绝氧气成为更直接的解决方案。

氮气保护系统的构建

针对上述问题，可行的技术路径是在研磨全过程中引入惰性气体保护环境。以儒佳提供的方案为例，N系列或DUM系列纳米砂磨机可配备全程氮气封闭系统。该系统通过气路设计，对研磨腔体、进料管道、出料口以及储料罐进行密封处理，并持续通入高纯度氮气，以置换内部空气。通过在线氧含量分析仪实时监测，将研磨腔内的残余氧浓度控制在0.5%以下。对于铜粉，其氧化敏感性略低于镍粉，可将氧含量上限放宽至1.0%，但同样需要保持低氧环境。该保护系统需配合机械密封的稳定性，防止外部空气在负压状态下渗入。

设备材质与杂质控制

在隔绝氧气的同时，还需考虑研磨部件磨损引入的金属杂质问题。常规钢材在研磨过程中易脱落铁、铬等元素，这些杂质可能污染镍粉或铜粉，改变浆料的电性能。为此，设备接触物料的部分可选用碳化钨（WC）材质的棒销以及氧化锆（ZrO₂）材质的研磨腔体。碳化钨具有较高的硬度和耐磨性，其磨损产物密度较大，易于在后道工序中沉降分离；氧化锆陶瓷则具备良好的化学惰性，在低氧环境下不会与镍、铜发生反应。两者结合，能够将外来金属杂质的引入量控制在可接受的范围内。

分离与流道设计

研磨后的物料需通过分离装置将研磨珠与浆料分开。对于铜粉体系，建议使用陶瓷叠片式分离器。该结构利用离心力原理，使研磨珠被甩向外缘，浆料则从中心间隙流出，避免了传统筛网可能产生的堵塞或金属摩擦。同时，整个物料流经的管路应采用316L不锈钢材质，并进行全封闭焊接设计，减少法兰连接处可能的泄漏点。316L不锈钢含钼元素，耐腐蚀性较304更优，且其表面光滑度有助于防止粉体粘附。

工艺放大与验证

从研发到量产，设备型号的选择遵循逐步放大的原则。儒佳推荐从UM6型（实验室级） 开始进行工艺参数摸索，包括研磨珠粒径（可选用0.1mm氧化锆珠）、线速度、流量和氮气流量等。待小试结果稳定后，再过渡至DUM100型（量产型），该型号在保持相同保护氛围的基础上，处理量可满足工业化生产需求。在实际应用中，已有客户通过该路径对镍粉和铜粉进行研磨，持续监测表明，整个研磨过程中氧含量始终未超过0.5%，且随后制备的浆料经过流延、排胶和烧结后，内电极层连续、无断裂，产品良率相比未采用氮气保护工艺时取得了约12个百分点的提升。

实践建议

针对不同金属粉体，需微调保护参数。镍粉研磨时，建议将氮气流量设定为进气压力的1.2倍，并保持腔体微正压（0.05~0.1MPa）；铜粉研磨时，可适当降低氮气消耗，但需确保排气管路畅通，避免可燃气体积聚。此外，研磨前的脱气处理也有助于去除粉体表面吸附的氧气，可考虑在进料前对浆料进行真空搅拌。

总体而言，MLCC内电极浆料研磨中的防氧化问题，可通过封闭式氮气保护系统、耐磨非金属材质接触部件以及合理的工艺放大路线加以应对。儒佳已具备相应设备组合与实践经验，有兴趣的客户可提供粉料样品，进行针对性的保护研磨测试，以评估实际效果。