[發明專利]一種包覆層厚度可控鎢包覆銅納米復合粉體的制備方法

無效

• 申請號: 201010209856.1
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101850420A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 陳文革;陶文俊;李君強
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/22
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于鎢包覆銅復合粉體制備技術領域，具體涉及一種包覆層厚度可控的鎢包覆銅納米復合粉體的制備方法。

背景技術

包覆粉（coatedpowder）是由一層異種成分包覆在顆粒表面而形成的復合粉。近年來，粉體包覆技術的研究已取得了一定的進展，金屬包覆粉體的制備和應用受到了關注。兩種或兩種以上的粉體顆粒經表面包覆或復合處理，可以得到一種高性能復合粉體材料。復合粉體不僅具有單一粉體的性能，還具有復合協同多功能、克服兩種粉體各自缺點、改變單一粒子表面性質、增大兩種或多種組分的接觸面積等作用。

銅基體顆粒與鎢包覆層結合而成的納米包覆粉體既具有鎢的耐高溫、高強度、高密度等特性，又具有銅的高導電導熱性、好的塑性。這種納米包覆復合粉體由于比表能大大提升，具有微米級超細粉體所不具備的優良燒結性能。此外，在粉末冶金領域，納米尺度包覆粉體壓制燒結成的金屬復合材料的強度及拉伸性能相比普通粉體制成的樣品成十倍的提升，并且兼具質地成分分布均勻無缺陷等優點，其產品將廣泛的應用于航天、電子、機械、電器等各個工業部門。

目前國內尚無制備包覆層厚度可控納米包覆粉體的成熟技術。同時，隨著現代化工業的高速發展和資源危機，更加迫切需要尋找更加經濟和可操作的手段來制備先進的納米銅鎢包覆粉體來滿足不同領域應用的更高要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種包覆層厚度可控鎢包覆銅納米復合粉體的制備方法，解決了現有鎢包覆銅包覆粉體包覆層厚度無法精確控制，包覆不完全，包覆層厚度均勻性差的問題。

本發明所提供的技術方案是，一種包覆層厚度可控鎢包覆銅納米復合粉體的制備方法，需制備質量為M的鎢包覆銅復合粉體，包覆層的厚度為H，其操作步驟如下：

步驟1，根據以下公式計算出所需WO₃的質量m₁

????其中，M為所需制備鎢包覆銅復合粉體的質量，x為鎢在鎢包覆銅復合粉體中所占的質量百分比，k₁=1.2為修正系數；

所述WO₃的粒度為1.5um；

步驟2，計算所需CuO的質量m₂

氧化銅的質量：m₂＝0.345m₁；

步驟3，CuWO₄的制備

將質量為m₂的CuO粉體與質量為m₁的WO₃粉體均勻混合，再將混合后的粉體置于爐中進行燒結，升溫速度保持在5~15℃/min，當爐內溫度達到900℃保溫30分鐘后就形成淺黃色的CuWO₄粉體，然后隨爐冷卻至室溫；

步驟4，研磨

對步驟3制備得到的CuWO₄粉體進行研磨；

步驟5，還原

在研磨后的CuWO₄粉體中加入質量為m₃的CuO粉體，將兩種粉體均勻混合后置于氫氣還原爐中，向爐內通入氫氣，通氣速率為33L/min，再以每分鐘5~10攝氏度的升溫速度，升溫至360℃保溫10分鐘，再以每分鐘3~5攝氏度的速度升溫至800℃，保溫30min，停止通氫氣，以20L/min的速率通入氦氣隨爐冷卻，冷卻至室溫后停止通氦氣，即得到鎢包覆銅納米復合粉體；

其中，m₃=M×（1.77y-0.5221）；

M為所需制備鎢包覆銅復合粉體的質量，y為銅在鎢包覆銅復合粉體中所占的質量百分比；

上述步驟3和步驟5中所使用CuO粉體的粒度是根據所需制備鎢包覆銅復合粉體的包覆層厚度H來選擇的：如果6nm≤H＜10nm，則選擇3um的CuO粒度；如果10nm≤H＜15nm，則選擇6um的CuO粒度；如果15nm≤H＜20nm，則選擇9um的CuO粒度；如果20nm≤H＜28nm，則選擇12um的CuO粒度；如果28nm≤H≤32nm，則選擇15um的CuO粒度。

其中，步驟3中將CuO粉體與WO₃粉體通過行星球磨機進行均勻混合，球磨機轉速400r∕min，球磨時間180min。

其中，步驟4中在CuWO₄粉體加入無水乙醇同方向研磨至無水乙醇完全揮發，再將CuWO₄粉體在50℃的條件下，烘干45分鐘。