[發明專利]單晶銅的制備方法

有效

• 申請號: 202110075702.6
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112899768B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 鄒定鑫;田圳;張振生;趙悅;俞大鵬
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: C30B1/02
• 分類號: C30B1/02;C30B29/02;C22F1/08;C22F1/02;C21D9/46
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種單晶銅的制備方法。本發明單晶銅的制備方法中，通過將多晶銅置于石墨容器中進行退火處理，利用石墨容器的限域空間作用，將退火處理過程中的石英渣、灰塵顆粒等各種雜質隔離在石墨容器的外面，從而避免上述雜質對所得單晶銅造成雜質污染，不僅大大提高了所得單晶銅的表面潔凈度和制備效率，而且可以獲得大尺寸的單晶銅，使所得單晶銅具有更優異的性能。本發明提供的制備方法操作簡單，無需對多晶銅進行復雜多樣的表面預處理，有利于實現單晶銅的工業化制備。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種單晶銅的制備方法。

背景技術

銅是人類社會中最常用的金屬之一，由于它具有良好的導電性、導熱性、延展性和耐腐蝕性，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。同時，銅具有儲量多、再利用率高等特點，使得銅的成本相對較低，更適于大范圍的應用。

單晶銅相較于多晶銅而言，不存在晶界的限制，各方面性能都比多晶銅強，如更高的導電性、更優良的機械性能、更強的耐腐蝕性等等。因此，單晶銅比多晶銅具有更廣闊的應用前景，如何制備單晶銅也成為當前研究的方向之一。

目前常用的單晶銅的制備方法中，制備得到的單晶銅會被退火爐內的雜質所污染，如石英渣、灰塵顆粒等等，此類雜質會大大影響銅箔的質量，甚至會成為異質形核點促進晶界的形成。因此如何消除雜質對于單晶銅的影響，是完善單晶銅制備方法的重要問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種單晶銅的制備方法，旨在解決現有單晶銅制備方法所得的單晶銅雜質多等技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種單晶銅的制備方法，其包括如下步驟：

提供多晶銅和容器，所述容器上設有至少一個通孔；

將所述多晶銅置于所述容器中，經退火處理，得到單晶銅。

本發明提供的單晶銅的制備方法中，通過將多晶銅置于容器中進行退火處理，利用容器的限域空間作用，將退火處理過程中的石英渣、灰塵顆粒等各種雜質隔離在容器的外面，從而避免上述雜質對所得單晶銅造成雜質污染，不僅大大提高了所得單晶銅的表面潔凈度和制備效率，而且可以獲得大尺寸的單晶銅，使所得單晶銅具有更優異的性能。本發明提供的制備方法操作簡單，無需對多晶銅進行復雜多樣的表面預處理，有利于實現單晶銅的工業化制備。

作為本發明單晶銅的制備方法的一種優選技術方案，所述容器包括容器本體及覆蓋所述容器本體的頂蓋，所述通孔設置在所述容器本體的側壁。

作為本發明單晶銅的制備方法的一種優選技術方案，所述容器的材質為石墨或金屬。

作為本發明單晶銅的制備方法的一種優選技術方案，所述退火處理是在保護性氣體和氫氣的混合氣氛中，以溫度為700℃-1000℃、壓強為1×10⁵Pa對容置有所述多晶銅的所述石墨容器退火1min-200min。

作為本發明單晶銅的制備方法的進一步優選技術方案，由室溫升至700℃-1000℃時，升溫速率為10℃/min-20℃/min。

作為本發明單晶銅的制備方法的進一步優選技術方案，所述保護性氣體的通入流量為500sccm-800sccm。

作為本發明單晶銅的制備方法的進一步優選技術方案，所述保護性氣體選自氮氣、氬氣中的至少一種。

作為本發明單晶銅的制備方法的進一步優選技術方案，所述氫氣的通入流量為1sccm-600sccm。

作為本發明單晶銅的制備方法的一種優選技術方案，所述單晶銅的表面潔凈度大于等于99％。

作為本發明單晶銅的制備方法的一種優選技術方案，所述多晶銅為多晶銅箔，所述單晶銅為單晶銅箔。