[发明专利]一种纳米铜基粉末的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米铜基粉末的制备方法，属于高延性金属纳米粉末制备领域。该发明包括：对铜基材料进行球磨，球磨过程中使用氧源以及粒径不超过1mm的微细磨料；球磨后，对所得产物进行还原。与现有常规球磨技术相比，本发明加速了铜基材料的细化过程，解决了高延展性材料在球磨过程中易塑性变形和冷焊而无法被有效磨碎的问题，拓宽了球磨技术在超细金属粉末制备领域的应用。与目前工业上制备超细铜粉的主要方法液相还原法相比，本发明大大降低了纳米铜基粉末的生产成本，提高了生产效率，有利于促进纳米铜基粉末的应用。

技术领域

本发明涉及高延性金属纳米粉末制备领域，具体而言，涉及一种纳米铜基粉末的制备方法。

背景技术

纳米铜粉由于其原料成本低廉，有望取代金或银等贵金属：在石油化工领域，纳米粉体的高活性可以使其做有机转变的催化剂和进行光催化；在电子工业领域，高导电性的纳米铜粉可以作为导电墨水的材料，用于柔性电路的印刷；在能源工业领域，良好的导热性可以使其作为载热流体进行设备的散热降温；在节能环保领域，可以作为燃油添加剂，催化燃料充分燃烧并起到净化尾气的作用；利用其粘附性和软质抛光的特点，纳米铜粉还可以做机械设备用润滑油的添加剂，可以促进润滑油产生稳定的油膜，达到自密封和自修复等作用。

目前纳米铜粉大部分采用液相还原法进行，其通过“由小到大”的方式制备粉体，制得的粉体粒径小，粉末结晶度高，形貌变化多。然而在制备过程中，存在颗粒细小的粉体容易产生团聚；大量使用水或醇等溶剂；所使用的还原剂有剧毒或成本过高；制备后副产物需反复清洗去除；产量低、生产过程复杂、工艺参数控制困难等缺点，导致液相制备技术在工艺上不具备进行工业低成本生产的潜力。国内鲜有铜粉制备厂商能够提供纳米铜粉，其价格高居不下(粒径25nm的商业铜粉每吨售价1.2亿人民币)而市场无法接受，限制了相关产品在现代工业生产中的应用和推广。

球磨技术由于其操作简便和设备成本低等特点适合产品的大规模生产，常被用于粉末的细化、组分均匀化、机械合金化和制备过饱和固溶体、亚稳晶相、准晶相、非晶合金和纳米晶等非平衡相。球磨过程中，被磨粉料置入球磨罐内，靠磨球之间及磨球与罐壁之间的作用重复发生变形、叠合、冷焊和粉碎的过程，最终达到粉末细化的效果，在现代工业生产中有广泛的应用。但实际上，由于铜基材料具有高延展性的特性，采用常规球磨技术很难实现铜基粉体的纳米化。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米铜基粉末的制备方法，可通过球磨技术实现铜基粉体的纳米化。

本申请可这样实现：

本申请提供一种纳米铜基粉末的制备方法，对铜基材料进行球磨，球磨过程中使用氧源以及粒径不超过1mm的微细磨料；球磨后，对所得产物进行还原。

在可选的实施方式中，铜基材料包括铜金属材料和铜氧化物材料中的至少一种。

在可选的实施方式中，当铜基材料为含铜氧化物的材料时，所述氧源即为该铜氧化物。

在可选的实施方式中，微细磨料与铜基材料的质量比为1:10-10:1。

在可选的实施方式中，微细磨料的材质为硬质磨料，该硬质磨料包括不锈钢、耐磨钢、碳化钨、氧化铝和氧化锆中的至少一种。

在可选的实施方式中，还原温度不超过250℃。

在可选的实施方式中，球磨过程中还使用有直径为不低于5mm的大磨球。

在可选地实施方式中，大磨球与铜基材料的球料比为10:1-100:1。

本申请的有益效果包括：