CN112144045A - 一种室温下使铜箔变色的方法 - Google Patents

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丁克强
赵棉
曲润玲
张冬月
周兰俊
陈家晟
石赋娟
李博霞
王庆飞
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/14—Decomposition by irradiation, e.g. photolysis, particle radiation or by mixed irradiation sources
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Abstract

本发明公开了一种室温下使铜箔变色的方法，其过程主要包括：配制浓度0.2~1.0 mol/L的CuSO4溶液100mL，然后在上述溶液中加入0.1~2g的离子液体，搅拌均匀，得到溶液A，随后将铜箔放置于溶液A中浸泡5~30 min，之后取出铜箔用蒸馏水冲洗其表面3次，随后自然风干，再将风干后的铜箔置于太阳光模拟光源下，在距离光源10~30 cm处，照射5~40 min，得到黑色铜箔。本发明的方法所需溶液由常见试剂配制，原料易得，且价格低廉。具有反应条件温和，简单易行，安全可控，适合规模化生产等特点。本发明的方法在军事隐身材料中具有潜在的应用价值。

Description

一种室温下使铜箔变色的方法
技术领域
本发明涉及一种室温下使铜箔变色的方法，属于能源材料技术领域。
背景技术
铜箔具有良好的导电导热性、延展性，可在较宽的温度范围内使用，在许多领域得到了广泛应用。为了满足人们对某些铜制品美观的需求，以及适应在一些特殊电器设备和军事隐身材料中的应用，商业铜箔的颜色往往需要改变。现有技术中，改变铜箔的颜色通常有物理方法和化学方法。物理方法即在铜箔表面喷涂或涂抹有颜色的物质以改变铜箔的颜色；化学方法是通过化学反应在铜箔表面形成一种新的物质，以改变铜箔的颜色。物理喷涂的方法存在环境污染以及涂料分布不均匀等明显不足，而化学方法则存在工艺复杂、操作成本较高等缺点。本发明通过溶液浸泡加光照的方法，温和地改变了铜箔表面的颜色，使铜箔表面颜色变黑，该方法工序非常简单，适合规模化生产。文献调研显示，此方法之前从未报道过。
发明内容
本发明的构思是通过浸泡法在铜箔表面生成一层物质，之后室温干燥，随后将浸泡干燥后的铜箔置于太阳光模拟光源下，照射一段时间后，铜箔的颜色会逐渐加深最终变为黑色。浸泡、干燥、照射等整个过程是在室温下进行的，不需要苛刻的条件，安全可控，简单易行，适合规模化生产和应用。
具体的，本发明给出的一种室温下使铜箔变色的方法，包括以下步骤：
（1）材料准备
主要原料：CuSO4；离子液体；市售铜箔；
（2）样品制备
配制浓度0.2~1.0 mol/L的CuSO4溶液100mL，然后在上述溶液中加入0.1~2g离子液体，搅拌均匀，得到溶液A，随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡5~30 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗其表面3次，随后自然风干，之后将风干后的铜箔置于太阳光模拟光源下，在距离光源10~30 cm处，照射5~40 min，得到变色铜箔。
本发明方法中，离子液体为 1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-丙基-2,3-二甲基咪唑溴盐中的一种。
本发明可使铜箔表面的颜色发生显著变化，得到不同颜色的铜箔。
本发明取得的有益效果如下：本发明改变了传统的喷涂以及在铜箔表面生成新物质等常规的思维定式，通过光照的方法改变了铜箔的颜色。本发明的方法在军事隐身材料中具有潜在应用价值。
附图说明
图1为浸泡后以及光照后的铜箔表面照片。
图2为浸泡干燥后铜箔表面物质的XRD图谱。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明。
实施例1
首先配制浓度为0.8mol/L的CuSO4溶液100mL。之后在上述溶液中加入0.5g的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐并搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡10 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，自然风干。随后，将处理干燥后的铜箔放置于太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E），在距离光源15 cm处照射10 min后，铜箔即变为黑色。
图1中o（铜色，浸泡前）、a（暗黄色，浸泡干燥后）分别为浸泡前后的铜箔， a，b，c（均为黑色）分别为浸泡干燥后的铜箔在太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E）光照10 min、20 min、 30 min后的铜箔。从图中可以看出，浸泡干燥后的铜箔经太阳光模拟器下照射后，短时间内就可变为黑色，就可实现室温下铜箔变色的目的。
图2为浸泡干燥后铜箔a表面物质的XRD图谱。从图中可以看出，浸泡干燥后铜箔表面形成的物质为CuBr。
实施例2
首先配制浓度为0.5 mol/L的CuSO4溶液100mL。之后在上述溶液中加入0.2g的1-乙基-3-甲基咪唑溴盐并搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡25 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，自然风干。随后，将处理干燥后的铜箔放置于太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E），在距离光源15 cm处照射20 min后，铜箔即变为黑色。
实施例3
首先配制浓度为0.8mol/L的CuSO4溶液100mL。之后在上述溶液中加入1g的1-丙基-2,3-二甲基咪唑溴盐并搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡20 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，自然风干。随后，将处理干燥后的铜箔放置于太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E），在距离光源15 cm处照射30 min后，铜箔即变为黑色。
实施例4
首先配制浓度为0.5mol/L的CuSO4溶液100mL。之后在上述溶液中加入0.8 g的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐并搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡10 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，自然风干。随后，将处理干燥后的铜箔放置于太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E），在距离光源20 cm处照射25 min后，铜箔即变为黑色。
实施例5
首先配制浓度为0.6 mol/L的CuSO4溶液100mL。之后在上述溶液中加入1.5g的1-乙基-3-甲基咪唑溴盐并搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡25 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，自然风干。随后，将处理干燥后的铜箔放置于太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E），在距离光源25 cm处照射30 min后，铜箔即变为黑色。
实施例6
首先配制浓度为0.4mol/L的CuSO4溶液100mL。之后在上述溶液中加入1.5 g的1-丙基-2,3-二甲基咪唑溴盐并搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡10 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，自然风干。随后，将处理干燥后的铜箔放置于太阳光模拟光源下（仪器型号为SXDN-150-E），在距离光源15 cm处照射25 min后，铜箔即变为黑色。

Claims (2)

1.一种室温下使铜箔变色的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）材料准备
主要原料：CuSO4；离子液体；市售铜箔；
（2）样品制备
配制浓度0.2~1.0 mol/L的CuSO4溶液100mL，然后在上述溶液中加入0.1~2g离子液体，搅拌均匀，得到溶液A，随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡5~30 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗其表面3次，随后自然风干，之后将风干后的铜箔置于太阳光模拟光源下，在距离光源10~30 cm处，照射5~40 min，得到变色的铜箔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-丙基-2,3-二甲基咪唑溴盐中的一种。
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