CN107520456A - 铜纳米粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种铜纳米粉的制备方法，包括步骤：(1)、以纯铜丝为原料，加入真空系统，抽真空控制系统压强在3×10‑3Pa以下；(2)、真空系统中充入氩气气体；(3)、在阳极和阴极之间引燃电弧，阴极材料为钨金属，通过直流电弧等离子蒸发法使得纯铜丝融化；(4)、充入氢气并控制一定氢氩比和电流大小，获得氢电弧等离子体火焰，融化的纯铜丝以金属蒸汽方式蒸发；(5)、通过风机使得金属蒸汽进入收粉室进行沉积，关闭电弧，充入氩气降低系统压力，纯化一定时间，收集粉末。本发明获得的纳米粉大部分为球形，粒径分布均匀，粒子尺寸在纳米级，铜粉颗粒之间两两连接，一定范围内呈链条状分布。

Description

铜纳米粉的制备方法
技术领域
本申请涉及一种铜纳米粉的制备方法。
背景技术
目前，关于金属纳米材料份研究热点主要集中在两个方面：一是金属纳米材料产业化，如何制备高纯度、高性能的纳米材料；二是基础研究，主要包括金属纳米材料的制备及表征、性能突变的机理分析、建立金属材料基础数据库等。
虽然纳米金属材料的研究已经取得了显著的进展，但仍存在很多亟待解决的问题，例如如何获得清洁、大尺寸纳米材料，如何实现材料的高强度和高韧性等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜纳米粉的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种铜纳米粉的制备方法，包括步骤：
(1)、以纯铜丝为原料，加入真空系统，抽真空控制系统压强在3×10-3Pa以下；
(2)、真空系统中充入氩气气体；
(3)、在阳极和阴极之间引燃电弧，阴极材料为钨金属，通过直流电弧等离子蒸发法使得纯铜丝融化；
(4)、充入氢气并控制一定氢氩比和电流大小，获得氢电弧等离子体火焰，融化的纯铜丝以金属蒸汽方式蒸发；
(5)、通过风机使得金属蒸汽进入收粉室进行沉积，关闭电弧，充入氩气降低系统压力，纯化一定时间，收集粉末。
优选的，在上述的铜纳米粉的制备方法中，所述步骤(4)中，氢氩比1/2～3/4。
优选的，在上述的铜纳米粉的制备方法中，所述步骤(4)中，控制电流大小180～280A。
优选的，在上述的铜纳米粉的制备方法中，所述步骤(5)中，纯化时间为8～10小时。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明获得的纳米粉大部分为球形，粒径分布均匀，粒子尺寸在纳米级，铜粉颗粒之间两两连接，一定范围内呈链条状分布。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中铜纳米粉的TEM照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
铜纳米粉的制备
1、以纯铜丝为原料，加入真空系统，抽真空控制系统压强在3×10-3Pa以下；
2、真空系统中充入氩气气体；
3、在阳极和阴极之间引燃电弧，阴极材料为钨金属，通过直流电弧等离子蒸发法使得纯铜丝融化；
4、充入氢气并控制氢氩比1/2，控制电流大小200A，获得氢电弧等离子体火焰，融化的纯铜丝以金属蒸汽方式蒸发；
5、通过风机使得金属蒸汽进入收粉室进行沉积，关闭电弧，充入氩气降低系统压力，纯化8～10小时，收集粉末。
铜纳米粉的平均粒径为48nm。
图1所示为铜纳米颗粒的TEM照片。由图中可以看出，纳米粉大部分为球形，粒径分布均匀，粒子尺寸在纳米级，铜粉颗粒之间两两连接，一定范围内呈链条状分布。
XRD表征分析可知，粉体为面心立方结构，无杂质峰出现，粉体纯度高。
实施例2
铜纳米粉的制备
1、以纯铜丝为原料，加入真空系统，抽真空控制系统压强在3×10-3Pa以下；
2、真空系统中充入氩气气体；
3、在阳极和阴极之间引燃电弧，阴极材料为钨金属，通过直流电弧等离子蒸发法使得纯铜丝融化；
4、充入氢气并控制氢氩比3/4，控制电流大小250A，获得氢电弧等离子体火焰，融化的纯铜丝以金属蒸汽方式蒸发；
5、通过风机使得金属蒸汽进入收粉室进行沉积，关闭电弧，充入氩气降低系统压力，纯化8～10小时，收集粉末。
实施例3
铜纳米粉的制备
1、以纯铜丝为原料，加入真空系统，抽真空控制系统压强在3×10-3Pa以下；
2、真空系统中充入氩气气体；
3、在阳极和阴极之间引燃电弧，阴极材料为钨金属，通过直流电弧等离子蒸发法使得纯铜丝融化；
4、充入氢气并控制氢氩比3/4，控制电流大小280A，获得氢电弧等离子体火焰，融化的纯铜丝以金属蒸汽方式蒸发；
5、通过风机使得金属蒸汽进入收粉室进行沉积，关闭电弧，充入氩气降低系统压力，纯化8～10小时，收集粉末。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (4)

1.一种铜纳米粉的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)、以纯铜丝为原料，加入真空系统，抽真空控制系统压强在3×10-3Pa以下；
(2)、真空系统中充入氩气气体；
(3)、在阳极和阴极之间引燃电弧，阴极材料为钨金属，通过直流电弧等离子蒸发法使得纯铜丝融化；
(4)、充入氢气并控制一定氢氩比和电流大小，获得氢电弧等离子体火焰，融化的纯铜丝以金属蒸汽方式蒸发；
(5)、通过风机使得金属蒸汽进入收粉室进行沉积，关闭电弧，充入氩气降低系统压力，纯化一定时间，收集粉末。
2.根据权利要求1所述的铜纳米粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，氢氩比1/2～3/4。
3.根据权利要求1所述的铜纳米粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，控制电流大小180～280A。
4.根据权利要求1所述的铜纳米粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，纯化时间为8～10小时。
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