[发明专利]一种携带纳米铜晶体的片状铜粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种携带纳米铜晶体的片状铜粉及其制备方法。片状铜粉中铜片的厚度为100～500nm，铜片表面均匀附着纳米级别的铜晶体颗粒；制备方法包括以下步骤：首先铜粉与其他金属粉制备层片相间的铜合金化复合粉末；然后铜合金化复合粉末钝化后进行去合金化处理，除去铜合金化复合粉末中的其他金属；最后清洗、干燥去合金化的粉末得到携带纳米铜晶体的片状铜粉；本发明技术方案制备得到新型的片状铜粉末结构，具有更优异的导电、催化等性能；制备工艺方法缩短了球磨时间，简化了工艺流程，减少了杂质引入，简便易操作，适用于放大工业化生产。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体地涉及一种携带纳米铜晶体的片状铜粉及其制备方法。

背景技术

铜在地壳中的含量约为0.01％，是人类最早使用的金属之一，其使用对早期人类文明的进步影响深远。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。铜的延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。铜的活动性较弱，不溶于非氧化性酸，有一定的抗腐蚀性。此外，铜还可以多次回收而无损其机械性能。由此可见，铜在生产生活中扮演着重要的角色，并且依然蕴藏着巨大的发展潜力。

在工业应用中，铜粉有诸多的用途。铜粉根据其形貌的不同，可以分为球状和片状，片状粒子的各方面性能更优于球状粒子。片状的铜粉比表面积较大，从导电性的角度来看，片状粉末间的接触方式是面接触，相较于球状颗粒间的点接触方式而言，片状粉末间的接触更充分。因此片状铜粉作为一种重要的电子材料，具体用作导电涂料，导电胶以及导电浆料，在电子制造产业有很广泛的应用。片状铜粉在用作电子材料的时候，其比表面积、粒度大小、表面光滑程度，厚度的均匀性都会对其应用效果产生很大的影响。片状铜粉还可以用作催化剂，例如，用作有机硅单体合成反应过程中的催化剂，这个应用是一直使用至今而且最为经典的。在用作催化剂的过程中，片状铜粉的化学组成、粒径及粒度分布、表面状态及制备方法，都对其催化活性有较大的影响。

近些年来，关于制备片状铜粉的研究不断增多。目前，片状铜粉的制备方法包括：机械球磨法、化学还原法、气相沉积法等。具体的方法例如，以银氨溶液和已用稀硫酸浸泡去除氧化膜的铜粉为原料，采用化学还原法，制备出亚微米级超细镀银铜粉后，再将镀银铜粉加入球磨罐中，以氧化铝瓷球为研磨介质加少量水球磨改性使铜粉呈片状，球磨时间约为40小时；利用直接还原法，以抗坏血酸、氨水、五水硫酸铜为原料，使抗坏血酸溶液与硫酸铜和氨水的混合溶液进行氧化还原反应生成单质铜，所得片状铜粉粒径分布在1-10μm；在申请201410331593中，采用水溶性树脂为过渡膜，在其上真空蒸发沉积铜膜，后经离心机分离并用纯净水洗涤得到片状铜粉。在现有公开的技术中，仍然存在诸多不足之处，包括：1、采用化学还原法制备片状铜粉，需使用大量还原剂进行反应，试剂成本高，工序复杂，不易实现大规模工业化生产；2、现有制备片状铜粉的方法中，整个制备过程周期均耗时较长，工序多且复杂，各个工序衔接存在不流畅的风险增加，增加了时间成本；3、制备片状铜粉的球磨时间长，费力耗时并且存在工序中引入有害杂质的风险，导致制备得到的片状铜粉质量降低，在后续应用中存在隐患；4、现有技术制备的片状铜粉，表面平整，比表面积相对比较固定，不易提高，在应用于电子领域以外，特别是需要较大的比表面积的应用时存在缺陷，不能较好的满足要求。

对于针对片状铜粉的制备方法还有待完善，对制备的铜粉的片状形态还有待进一步提高改善，以满足不同领域的多种需求。因此，本领域的技术人员致力于开发一种携带纳米铜晶体的片状铜粉及其制备方法，解决上述现有技术中成本高、工序复杂、周期长、比表面积不足等缺陷。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种携带纳米铜晶体的片状铜粉及其制备方法。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种携带纳米铜晶体的片状铜粉,其中，片状铜粉中铜片的厚度为100～500nm，铜片表面均匀附着纳米级别的铜晶体颗粒。