纳米级Mo-Cu复合粉末的制备方法与流程

allin2026-07-12  99


本发明涉及粉体材料,尤其涉及一种纳米级mo-cu复合粉末的制备方法。


背景技术:

1、钼铜复合材料因其兼具了mo和cu的特性,具有优异的导热、导电和力学性能,还具有低且可调控的热膨胀系数,被广泛应用于热沉材料、电子封装材料和航天高温材料等领域。但是,由于mo和cu互不相溶,也不能形成金属间化合物,目前市面上的钼铜复合材料仅是由mo和cu两相组成的假合金,采用传统的粉末冶金方法难以获得高致密的钼铜复合材料,所以存在在合金性能、组织结构和密度等方面难以满足要求等问题。

2、当今公知的纳米钼铜复合粉末的制备方法有以下四种:机械合金化法、溶胶-凝胶法、氧化共还原法和溶胶喷雾干燥-共还原法。机械合金化法是靠球磨机的转动或振动使介质对粉末进行强烈的撞击、研磨和搅拌,把粉末破碎成纳米级粒子,同时不同元素间还发生相互扩散,致使mo和cu的混合粉在高能球磨的作用下,可以获得元素分布均匀的纳米晶mo-cu复合粉末,该法虽能细化晶粒,但存在粉末流动性变差、冷焊团聚以及不可避免地引入杂质而影响材料的性能等问题;溶胶-凝胶法是将无机物或者金属的醇盐作为前驱体,经过混合和反应后,形成透明稳定的溶胶体系,溶胶经陈化后胶粒间缓慢聚合,形成三维网络结构的凝胶,凝胶经过干燥、烧结固化,得到纳米结构的合金粉末,该法得到的粉末纯度和均匀度更高,烧结温度更低,也更容易控制发生的反应,极大地避免副反应的发生,但处在凝胶的制备工艺复杂,不宜规模生产等问题;氧化物共还原法是将钼酸盐与cu2o或cuo混合,在250℃以上加热氧化,再还原得到钼铜复合粉末。氧化物还原法可以在较低温度下烧结得到近乎100%理论密度的合金,但是由于钼、铜氧化物还原温度相差大,该法存在粉末会提前聚集,cu会偏聚,导致mo-cu复合粉末成分不均匀等问题;溶胶喷雾干燥-共还原法是将钼盐与铜盐用酸、碱试剂配制成溶液,经喷雾干燥得到前驱体,再经煅烧和还原得到纳米钼铜复合粉末,但是该法存在工艺复杂,过程参数难以精确控制,生产成本较高等问题。

3、为此研发一种工艺简单成本低的纳米级mo-cu复合粉末的制备方法具有十分重要意义。


技术实现思路

1、本发明的任务是为了克服现有技术的不足,提出一种纳米级mo-cu复合粉末的制备方法,它既能有效制备纳米mo-cu微粒,又具工艺简单,生产成本低。

2、纳米级mo-cu复合粉末的制备方法,针对mo和cu互不相溶的问题,采用共沉淀技术,其特征在于适当选择钼铜可溶性盐成分并加入1wt.%的有机分散剂配成均匀溶液,在快速搅拌下加入沉淀剂将钼和铜元素共同沉淀,固液分离,将沉淀物经洗涤、干燥得到前驱体粉末,将前驱体粉末煅烧,煅烧温度为350~450℃,保温时间为90~180min,最后在还原气氛中经300~350℃和650~850℃两步还原得到mo与cu的质量比为90~60:10~40的纳米mo-cu复合粉末。

3、与现有技术相比,本发明具有优点或效果:

4、(1)因为通过调整溶液中钼铜的成分比例,进而调控复合粉末中钼铜成分比例,所以制备的粉末晶粒细小,纯度高;

5、(2)同时由于复合粉末表面活性显著增加,所以吸附和催化能力提高,粉末具有较高的烧结活性,在较低温度下烧结可以达到近全致密;

6、(3)此外由于还原过程中氧化铜的还原温度比氧化钼低,钼铜复合氧化物混合粉末中cu优先被还原出来,形成cu颗粒;随着还原温度的升高,mo也被还原出来,沉积在cu相上,抑制了cu相长大,同时cu也相应抑制了mo颗粒的长大,cu颗粒和mo颗粒交替生长,所以能形成了纳米mo-cu复合粉末;

7、(4)此外还由于不在于改变原有烧结方法,所以工艺简单有效,生产成本低,易于工业化生产。

8、总之,本发明除上述优点外还具有工艺简单有效,生产成本低,易于获得及控制,适于工业化生产等特点。

9、申请文件涉及的。



技术特征:

1.纳米级mo-cu复合粉末的制备方法,针对mo和cu互不相溶的问题,采用共沉淀技术,其特征在于适当选择钼铜可溶性盐成分并加入1wt.%的有机分散剂配成均匀溶液,在快速搅拌下加入沉淀剂将钼和铜元素共同沉淀,固液分离,将沉淀物经洗涤、干燥得到前驱体粉末,将前驱体粉末煅烧,煅烧温度为350~450℃,保温时间为90~180min,最后在还原气氛中经300~350℃和650~850℃两步还原得到mo与cu的质量比为90~60:10~40的纳米mo-cu复合粉末。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是具体工艺步骤与条件如下:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是所述步骤(1)钼铜可溶性盐的钼盐为重钼酸铵、四钼酸铵、七钼酸铵、八钼酸铵中的任一种。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法,其特征是所述步骤(1)钼铜可溶性盐的铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的任一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是所述步骤(2)的有机分散剂为聚乙二醇、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的任一种或多种。


技术总结
纳米级Mo‑Cu复合粉末的制备方法,纳米级Mo‑Cu复合粉末的制备方法,针对Mo和Cu互不相溶的问题,采用共沉淀技术,其特征在于适当选择钼铜可溶性盐成分并加入1wt.%的有机分散剂配成均匀溶液,在快速搅拌下加入沉淀剂将钼和铜元素共同沉淀,固液分离,将沉淀物经洗涤、干燥得到前驱体粉末,将前驱体粉末煅烧,煅烧温度为350~450℃,保温时间为90~180min,最后在还原气氛中经300~350℃和650~850℃两步还原得到Mo与Cu的质量比为90~60:10~40的纳米Mo‑Cu复合粉末,具有工艺简单有效,生产成本低,易于获得及控制,适于工业化生产等优点。

技术研发人员:韩勇,阙朝阳,刘瑛,蔡创开,雷琦
受保护的技术使用者:紫金矿业集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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