乳化-电解工艺制备自脱附超细铜粉的研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要摘要超细铜粉特别是纳米铜粉正在受到越来越多的关注。由于优异的物理化学性能，它被广泛用于润滑油，电子浆料，催化、医药、生物过滤器以及其它领域。同时，铜粉的形貌也在一定程度上对其应用领域造成影响。电解法是目前最常用的铜粉制备方法之一，但是粉末的人工脱附及易氧化性能一直是困扰铜粉生产和应用的重大问题，因此，电解的过程中，在粉末粒径和形貌可控的基础上，提高工艺的能量利用率，并实现粉末的自动脱附及抗氧化处理，对于降低铜粉的生产成本及扩大应用范围具有重要意义。本文将超声乳化技术与电解技术相结合，通过对乳化剂的

2、优选，建立了新型乳化．电解工艺体系。结果发现采用n20／a／油酸体系所制备的粉末为超细级的鱼骨状粉末；采用H20／C／油酸体系所制备的粉末为纳米级的球状粉末。并且，采用这两种体系所得粉末均能够自动脱附，且具有良好的抗氧化性能。铜粉粒径和形貌的差异以及自脱附和抗氧化机理归因于在超声作用下微乳相电解液的形成。单因素方差分析发现，在H20／B／油酸电解液体系下，电解质浓度、pH值和电流密度均对所得铜粉的粒径和电流效率具有显著性影响；在H20／C／油酸电解液体系下，只有电解液pH值和电流密度对铜粉粒径具有显著性影响，且程度较H2

3、0／B／油酸体系小，工艺因素对电流效率的影响规律与H20／B／油酸电解液体系相同。对于H20／B／油酸电解液体系，当电解质浓度为0．07mol／L，pH值为3．5，外电流密度为0．08A／cm2，所沉积铜粉的综合性能最好，其粉末粒径约为1．681un，电流效率约为79．8％；对于H20／C／油酸电解液体系，当电解质浓度为0．07mol／L，pH值为3．5，外电流密度为0．06A／cm2，所沉积铜粉的综合性能最好，其粉末粒径约为33nnl，电流效率约为76．8％。在上述基础上，深入探讨了工艺参数对粉末性能的影响机理。粉末粒

4、径取决于晶核形成速率与长大速率之比，其中，晶核的形成速率与过电位成正比，晶核的长大受电化学反应过程控制。电流效率取决于析铜速率与析氢速率之比，此两速率均与反应所需标准活化能密切相关。通过工艺参数对电流效率影响规律的数理拟合发现，电流效率随电解质浓度的增加呈幂函数关系增加，随pH值的降低呈负指数函数关系降低。关键词：铜粉；超声乳化；电解；超细；自脱附ABSTRATAnmcreasmgattentionhasbeenfoundinsynthesizingtheul舰fiIleespeclallynanoscalecopper

5、powders．Duetotheiroutstandingphysical锄dchemicalproperty，thecopperpowderCallbewidelyusedinlubricatingoil，electricallyconductivepaste，medicine，biolo舀calfilterandotherpurposes·Besides，themorphologyofcopperpowdercanef．fecttheirapplicationinsomedegree．Asoneofthemostco

6、nvemionalmethod．electrodepositionplaysimportantpartinthepreparationofthecopperpowder·HoweVer，thepowdershavetobeentrappedfromc砒odesbvmanuallyworkduringtheelectrodepositonprocessandoncebeingseparat∞fromelectrolytestheyCanbeoxidizedeasily．So，it，sverylmportanttofinda

7、waywhichCanachievetheauto．evolutionandantioxidationtreatmentwiththeparticlesizeandenergyconS啪ptionunderthecontr01．CombingtheultrasonicemulsificationtechnoIogYwitllelectrodepositionmethod，thenovelemulsification．electrodepositionproceSSwasestablished．Theresultsshow

8、thatcopperpowderwithgoodtheauto。evolutionabilityandantioxidationpropertycanbesyrnhesizedintheH20／B／oleicacidandH20／B／oleicacidelectrolytes．WhilethepowderSprepa