硫酸銅還原制備銅粉【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述高分子材料與工程硫酸銅還原制備銅粉1.引言目前，關(guān)于超細顆粒(超微顆粒)的規(guī)定是根據(jù)所研究超細微粉的制備、觀察、基本特性及應(yīng)用的難易程度的不同，規(guī)定其粒徑在lμm以下、1nm以上的微粉均可以稱為超細微粉。我國目前所研究的超細粉末的尺寸主要是1μm以下，0.1μm以上的微米、亞微米超細粉。同時，國內(nèi)外把顆粒尺寸在1nm～100nm之間的粉末材料稱為納米材料。在工程學上，把小于0.5μm的粒子稱為超細顆粒，如黃培云在粉末冶金或貴金屬粉末的制備中也以0.5μm為限。超細微粒高的表面能和大的比表面，使它具

2、有許多奇特的物理化學性質(zhì)，并在冶金、化工、輕工、電子、國防、核技術(shù)和航空航天等領(lǐng)域表現(xiàn)出極其重要的應(yīng)用價值。如超細銅粉可作高效催化劑、導(dǎo)電涂料，還可用作導(dǎo)電復(fù)合材料原料、電極材料、添加劑等。因此，制備性能良好的超細銅粉是實現(xiàn)它優(yōu)異性能最最關(guān)鍵的一步[1]。超細銅粉是指粒徑介于10-9～10-5m之間微小的銅粒子，包括微細銅顆粒(粒徑在10-7～10-5m之間)和納米銅顆粒(粒徑在10-9～10-7m之間)。由于超細銅粉存在表面界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺度效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)等基本特征，所以它具有與許多相同成分的常

3、規(guī)材料不同的性質(zhì),在力學、電學、化學等領(lǐng)域有許多特殊性能和極大的潛在應(yīng)用價值。超細銅粉是一種棕色或略帶紫色的微細粉末,納米銅粉則呈褐紅色,它們都具有很高的活性。其制備與應(yīng)用的研究已引起了人們的廣泛關(guān)注[2]。一般對超細銅粉的要求是:產(chǎn)物純度高，粒徑分布均勻且較窄,顆粒未團聚，表面沒被氧化，結(jié)晶性好等。4超細銅粉的應(yīng)用非常廣泛，如可用作（1）：導(dǎo)電填料，隨著涂料工業(yè)的迅速發(fā)展，涂料已經(jīng)不僅用于各種產(chǎn)品的保護和裝飾，而且一些具有特殊功能的涂料也相繼問世，導(dǎo)電涂料就是其中的一種。近幾十年來，隨著科學的發(fā)展和技術(shù)的進步，

4、特別是電子工業(yè)的迅速發(fā)展，需要涂料具有導(dǎo)電性的場合越來越多，例如，用于取暖和冬季汽車玻璃防霜等的加熱漆，用于消除靜電的防靜電漆，以及近十幾年興起的用于電子設(shè)備屏蔽電磁波干擾的導(dǎo)電涂料等。獲得導(dǎo)電涂料最簡便易行的方法是在普通的涂料基料中摻入一定量導(dǎo)電填料。以超細銅粉作填料制備的導(dǎo)電漿料在電子工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣。導(dǎo)電涂料最早應(yīng)用于20世紀初，銅系導(dǎo)電涂料是20世紀80年代后才開始進入實用化階段，其發(fā)展速度也十分引人注目，但由于銅系導(dǎo)電涂料中，超細銅粉顆粒表面很容易在空氣中形成一層氧化膜而得不到低電阻的聚合物，導(dǎo)電性

5、和穩(wěn)定性都受到影響，因此對超細銅粉導(dǎo)電涂料的應(yīng)用開發(fā)特別重視。近年來，隨著抗氧化技術(shù)的提高，對銅粉導(dǎo)電涂料的應(yīng)用也逐漸增多。目前，采用抗氧化技術(shù)主要是用抗氧化劑對超細銅粉進行表面改性處理或用不活潑金屬覆蓋銅粉表面，從而提高超細銅粉的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性。（2）復(fù)合材料：銅/石墨復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性以及優(yōu)越的潤滑性能，被廣泛用作電刷材料和電觸頭材料。由于電刷工作條件特殊，要求材料具有高導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐磨性和一定的強度，但目前還很難同時滿足這些高性能的要求。鍍銅石墨/銅復(fù)合材料組織致密，石墨細小彌散分布均勻，金屬

6、銅包覆石墨形成空間細小的二維網(wǎng)絡(luò)，這種組織狀態(tài)充分發(fā)揮了銅和石墨各自的優(yōu)勢，使復(fù)合材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐磨性得到提高。為獲得高導(dǎo)電性和耐磨性，銅/石墨的組織最好為銅包覆石墨，形成均勻連續(xù)的空間三維網(wǎng)絡(luò)，并使石墨均勻彌散分布。用化學鍍方法在石墨粉表面先涂覆金屬銅，再與銅粉混合，然后燒結(jié)制備成鍍銅石墨銅基復(fù)合材料，其導(dǎo)電性顯著提高，與國內(nèi)同成分市售商品相比，電阻率可降低45％，抗折強度明顯提高，是優(yōu)良的電刷材料。（3）微電子材料：現(xiàn)代手機中通常有300多個陶瓷電容器，每輛汽車有5000多個陶瓷電容器。這些電容器的厚度約

7、為1～2mm，內(nèi)部具有復(fù)雜的層狀結(jié)構(gòu)，通常有幾百層到上千層。德國用化學沉淀法開發(fā)出MicroTronic超細銅粉。這種銅粉具有優(yōu)異的電導(dǎo)率與熱導(dǎo)率，且成本不高，特別適合做網(wǎng)板印刷多層陶瓷電容器內(nèi)部電極的金屬糊[12]。銅粉還可以用于催化劑、潤滑油添加劑、工程結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域等等[2]。2.銅粉的制備方法傳統(tǒng)的電解銅粉由于顆粒較大，一般在10pm以上，不適合用于制作超細銅粉，霧化法由于抗氧化問題難以解決，難以推廣。除了傳統(tǒng)的電解法和霧化法外，現(xiàn)有制備方法很多，根據(jù)制備過程中是否發(fā)生化學反應(yīng)，分為物理法（球磨法

8、、氣相蒸發(fā)法、等離子法（直流電弧等離子體(DC)法、高頻等離子體(RF)法及混合等離子體(HybridPlasma)法）、γ射線輻照—水熱結(jié)晶聯(lián)合法、金屬蒸發(fā)凝聚—原位冷壓成形法、冷凍干燥法等）化學法（甲醛法，水合肼法等）和綜合法（兩種或幾種方法相結(jié)合）；根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)可分為干法和濕法；根據(jù)原料狀態(tài)劃分為固相法、氣相法和液相法[2]。4物理法制備銅粉有的成本高，有的需要的