SU1082567A1 - Способ получени порошков меди и никел - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ МЕДИ И НИКЕЛЯ, включающий термическое разложение смешанных комплёксЬв солей соответствующих металлов в присутствии моноэтаноламина , отделение порошка, промывку и сушку, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации и упрощени  процесса и улучшени  свойств порошка, э качестве смешанных комплексов используют комплексы сульфата или нитрата меди или нцкел , а при термическом разложе ,нии дополнительно ввод т пленкообразукицую добавку в количестве 3-5 мас.%. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве пленкообразующих добавок используют растворимые полиорганосилоксаны; например полифенилсилоксан. 3.Способ по П.1, о т ли ч а ющ и и с   тем,-что в качестве пленкообразующих добавок используют растворимые полиэфирные смолы, например смолу марки ПН-3. 4.Способ по п.1, отличаю (Л щийс  тем, что в качестве пленкообразующих добавок используют растворимые фенолформетьде гидные смолы, например марки резол-300 . о эо э :л 35 vj

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, а именно к способам получени  высокодисперсных металлических порошков. Получаемые порошки меди и никел  могут быть использованы в радиоэлектрюнной и электротехнической промышленности дл  изготовлени  композиционных материалов, обладающих тепло-, электропровод щим и магнитными свойствами.

Известен способ получени  высокодисперсных металлических порошков , основанный на термическом разложении при повьниенных температура р да солей металлов в среде органических жидкостей. В качестве исходных термически нестабильных металлообразующих соединений используют карбонаты, формиаты, гидроокиси металлов, а разложение осуществл ют в среде, например, глицерина l . I . Указанный способ получени  высокодисперсных порошков металлов требует интенсивного перэмешивани  реакционной смеси до и в течение разложени , поскольку уже При небольшой концентрации исходного металлообразующего соединени  может происходить коагул ци  частиц, в результате чего существенно снижаетс  дисперсность металлических частиц.

Во всех указанных способах дисперсионна  среда, в которой происходит формирование порошка, должна иметь температуру кипени  не ниже 250®С, что существенно снижает диапазон возможных органических жидкостей.

Кроме того, порошки меди, полученные этим способом, имеют широкое распределение по размерам частиц , максимум которого лежит в области -5 мкм, что затрудн ет использование данных порошков в электро- и радиотехнике как основы дл  электропровод щих, паст и покрытий . Отсутствие стабилизирующей органической пленки на поверхности дисперсных металлических частиц приводит к довольно быстрому окислению порошка и существенно снижает врем  его хранени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дости гаемому результату  вл етс  способ получени  высокодисперсных порошков меди и никел , согласно которому порошки меди и никел  получают путем тер шческого разложени  солей карбоновых кислот в органической среде. При этом в качестве исходных соединений используют смешанные комплексы солей карбновых кислот с алифатическими аминами общей формулы и MeR. 3L, а термическое разложение ведут в среде аминов или аминоспиртов . Диапазон соотношений иона металла к амину выбирают соответ5 ственно дл  комплексов меди 1:51:50 и дл  комплексов никел  1:31:50 .

По данным электронной микроскопии частицы порошков, полученных по 10 этому способу, имеют средние размеры 0,5-0,7 мкм, продолжительность полного технологического цикла получени  порошков составл ет 120130 мин, выход металлической зы 9.7-98% от расчетной 2 .

Основным недостатке способа  вл етс  невысока  интенсивность всего технологического процесса получени  высокодисперсного металла, 2Q обусловленна  двум  факторами: значительной продолжительностью формировани  смешанных комплексов карбоксилатов металлов с моноэтаноламином , а тйкже сложностью и длитель-с :Ностью процесса отмывки полученного порошка органическими растворител ми , например диметилформамидом.

Кроме того, порошки, полученные известным способом характери ,Q зуютс  недостаточно высокой дисперс-ност&ю к р дом физико-химических параметров, например магнитными характеристиками в случае порошков высокодисперсного никел , что ограничивает их возможное применение в качестве электропровод щих и магнитных компонентов различных паст и композиций.

Цель изобретени  - интенсификаци  и упрощение процесса и улуч0 шение свойств порошка.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  порошков меди и никел , включающему термическое разложение 5 смешанных комплексов солей соответствующих металлов в присутствии моноэтаноламина , отделение порошка, промывку и сушку, в качестве смешанных компонентов используют компQ лексы сульфата или нитрата меди или никел , а при термическом разложении дополнительно ввод т пленкообразук1щую добавку в количестве 3-5 мас.%.

В качестве пленкообразующих до бавок используют растворимые полиорганосилоксаны , например полифенилсилоксан .

В качестве пленкообразующих добавок используют растворимые по0 лиэфирные смолы, например смолу

марки ПН-3.

В качестве пленкообразующих добавок

используют растворимые фенолформальдегидные смолы, например, марки 5 резол-300. Использование сернокислых или азотнокислых меди или никел  дл  получени  комплексов указанных металлов с моноэтаиоламином позвол ет сократить врем  получени  металлообразующих термически неустой чивых комплексов и тем самым интенсифицировать технологический процесс получени  высокодисперсных порошков. Введение при термическом разложении комплексов пленкообразующи добавок приводит к снижению времен формировани  отдельных металлических частиц и образованию на их поверхности плотных органических пле нок, замедл ющих процесс химическо кристаллизации высокодисперсных ме таллических частиц и предохран ющих частицы указанных метсшлов от быстрого окислени . Качественные характеристики поЬошков по прототипу 2 и предлагаемому способам сопостгавлены в табл.1. Пример 1. Дл  получени  комплекса Си (МЭА) SO навеску со ли CUSO4- SHjO (0,5 моль, 125,0 г) предварительно высушивают в течени 3 ч (вакуум 10 торр, 90°С) и механически смешивают с 5 моль МЭА (305,5 г), в результате чего мен етс  окраска системы и формирует с  комплекс Си (МЭА) SO , раствор мый в избытке ГЭА (соотношение Си5 :МЭА - 1:10), Полученный раствор комплекса помещают в реактор с обратным холодильником и нагревают до 145t5 C При достижении указанной температу в реактор через шариковый холодиль ник ввод т 15,4 г (4 MaCi%) 30%-но раствора полидиметилсилоксана в то луоле, после чего систенш выдерживают при 145t5°C в течение 30 ми Полученную в результате термоли за в зкую массу охлаждают, промывают дистиллированной водой, центр фугируют и сушат полученный порошо высокодиспёрсной меди в вакуумном сушильном шкафу при 80±5°С в течение 2ч. Выход металлической меди 31,5 г что составл ет 99,2%. Размер части порошка по данным электронной микроскопии 0,2-0,3 мкм, форма частиц овальна , Рентгенофазовый анализ не фиксирует наличи  окислов и гих соединений меди. Пример 2. Порошок меди получают путем термораспада комплекса Си(МЭА).,(ЫОз)2 в аналогичных примеру 1 услови х. Используе№ай комплекс синтезируют путем смешивани  навески соли Cu(NO-5)2 ЗН2О.(0,5 моль, 120,8 г) с 5 моль ЮА (305,5 г) . При достижении 145J5 C в систему ввод т 20,0 г (5 мае.%) 30%-ного раствора полиэфирной смолы ПН-3 в бензоле и выдерживают в реакторе с обратным холодильником при указанной температуре в течение 45 котн. Порошок высокодисперсной меди отдел ют и промывают в услови х, аналогичных примеру 1. Выход металлической 31,4 г, что составл ет 99,1%. По данным электронной микроскопии, средний размер частиц порс дка 0,20 ,3 мкм, форма частиц овальна  с небольшой долей шестигранников.Окислов и других соединений меди не обнаружено . П р и м е р 3. Дл  получени  комплекса Ni (МЭА)з SO навеску соли NiSO4 6Н2О (0,5 моль, 131,4 г) предварительно высушивают и смешивают i с 5 моль МЭА (305,0 г.). При этом сразу же образуетс  раствор комплекса в избытке моноэтаноламина (соотношение Ni :МЭА - 1:10). Полученный раствор комплекса никел  пс 4е1дают в реактор с обратным холодильником и нагревают до , 225±5®С, после чего в систему через шариковый холодильник ввод т 15,3 г (5 мас.%) 25%-ного раствора фенолформальдегидной смолы марки резол-300 в бензиловом спирте. Отделение и отмывку порошка провод т согласно примеру 1. ДисперС .ность полученного никелевого прошка определена методом электронной микроскопии. Средний размер частиц 0,3-0,4 мкм. Частицы бесформенны. П р и м е р 4. Порошок высокодисперсного никел  получают путем термораспада комплекса N1 (МЭА) (N0)2 в услови х, аналогичных примеру 3. Примен емый комплекс получают путем смешивани  навесок азотнокислого никел  и МЭА. В качестве пленкообразующей добавки примен ют 35%-ный раствор полидиметилсилоксана в толуоле. Выход металлического никел  ,9%, рентгенофазовый ана-° ЛИЗ не фиксирует наличи  окислов и других соединений никел . Средний размер частиц 0,3-0,4 мкм. . Проведенные исследовани  показали , что выбранна  концентраци  пленкообразующей добавки  вл етс  оптимальной. При меньших концентраци х такой добавки не вс  поверхность образующихс  частиц может быть блокирована стабилизирующей пленкой и увеличение дисперсности порошка не наблюдаетс . При избытке вводимого пленкообразующего вещест .ва свойства полученного порошка ухудшаютс  (табл.2). Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ получени  высокодисперсных порошков меди или никел  позвол ет интенсифицировать технологический процесс за счет сокращени  .времени получегни  смешанных комплексов в 1,5-1,7 раза, упростить стадию откывки порошка путем замены органических растворителей дастиллированной водой, что существенно улучшает услови  труда.

Использование предлагаемого способа позвол ет улучшить качество получаемых порошков: дисперсность порошка повысить в 2-2,5 раза, на 15-20% улучшить магнитные характеристики никелевых порошков.

Кроме того, применение в предлагаемом способе в качестве исходных реактивов сернокислых или азотнокислых солей меди или никел  взамен карбоксилатов, предложенных в способе (прототипе), позвол ет повысить экономическую эффективность процесса, снизить себестоимость продукции и сохранить дефицитное сырье, в частности формиат

0 меди. Предварительные оценки показывают , что применение сернокислых или азотнокислых солей взамен солей карбоновых кислот позвол ет снизить себестоимость порошка меди на

5 35-40% и порошка никел  на 25-30%.

Таблица 1

Си 1:10 0, 38,5 -

Прототип

Ni 1:20 220f5 0,8-0,9 40,0 40,9 9,8 165 Предлагаемый Си 1:10 14545 0,3-0,4 Ml 1:20 0,3-0,4

130

120

Таблица 2 41,3 - - - 80 42,7 41,810,7 21075

Продолжение табл. 2

Claims (4)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ МЕДИ И НИКЕЛЯ, включающий термическое разложение смешанных комплёксЬв солей соответствующих металлов в присутствии моноэтаноламина, отделение порошка, промывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения процесса и улучшения свойств порошка, в качестве смешанных комплексов используют комплексы сульфата или нитрата меди или никеля, а при термическом разложе,нии дополнительно вводят пленкообразующую добавку в количестве 3-5 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пленкообразующих добавок используют растворимые полиорганосилоксаны,' например полифенилсилоксан.

3. Способ по п.1, отличаю- щийся тем,-что в качестве пленкообраэующих добавок используют растворимые полиэфирные смолы, например смолу марки ПН-3. $

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пленкообразующих добавок используют растзоримые фенолформальде- \ гидные смолы, например марки резол-300.

ns