突破工艺束缚 纳米铜粉方可展翅腾飞

发布时间：2013/9/2 0:03:37

纳米技术是20世纪末出现的高新技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。由于在这一尺寸范围内，材料往往表现出优于传统材料的性能，因此，纳米技术在材料科学领域占据重要的地位。而对纳米材料性能、制备方法及应用的研究已经成为人们共同关注的前沿课题。其中，对纳米金属粉末的研究与开发在科学理论研究和实际应用方面都有重要的意义。

    铜是*好的纯金属之一，它的应用范围仅次于钢铁。铜极坚韧、耐磨损，有很好的延展性，导热和导电性能较好。在有色金属中，铜的产量及耗用量仅次于铝，位居第二位。金属铜经过纳米加工后表现出特殊的物理和化学性能。纳米铜粉（10-100nm）的强度和塑性有明显的改善，具有尺寸小、比面积大、电阻小及量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特点，可用作高效催化剂、导电复合材料原料、电极材料、添加剂等。这对材料的精细加工、微型机械制造有着重要的价值。因此，有关纳米铜粉的制备、性能及应用的研究有极强的实际应用价值，在国内外一直受到广泛关注。

    然而，由于材料本身的特点，纳米铜粉的制备过程会出现一些难以克服的困难。目前，纳米铜粉的制备方法主要有气相法、γ射线法、等离子体法、机械化学法、电解法、液相还原法等。目前工业微米级铜粉主要还是传统的电解法，其缺点是不能制备小尺寸的纳米级粉体，这一问题限制了铜粉在一些高技术领域的应用。采取特殊的化学法可以制备小批量产品，但成本高、质量不稳定、不能工业化批量生产，同时还存在环保问题等。采用金属熔融喷雾法所需设备投入大、能耗高、质量不稳定，限制了纳米铜粉的发展。相比而言，液相还原法具有设备简单、工艺流程短、易于工业化等特点，市场前景广阔，但由于液相还原法反应过程易引入其他杂质，且常用的还原剂水合肼、硼氢化钾、甲醛等，有一定的毒害，也一定程度上影响了其应用。

    随着市场对纳米铜粉需求的持续升温，对纳米铜粉产品质量的要求也随之不断提高。质量稳定、环保性强的产品受到越来越多的追捧。因此，寻求高效稳定的生产方式是铜粉生产厂家的当务之急。企业和科研人员也在不断的推陈出新，寻找更为合适的还原剂，研究更为理想的反应体系成为纳米铜粉制备研究是重要课题。例如，可以采用两种甚至更多方法联合使用，以充分发挥各种方法的优点，制备出粒子性能更加稳定且适用于工业化生产和应用的纳米铜粉。如采用低毒害的铝粉等作为还原剂，从处理废铜料所得的硫酸铜溶液为原料制备纳米铜粉，实现了纳米铜粉的绿色制备，同时也有助于提升废铜料的应用价值，实现了贵重资源的再生利用。

    由纳米金属材料的超塑性变形而引发的材料加工领域的革新将对现代工业发展注入新的活力，对纳米材料的实际应用有积极的推动作用。随着纳米铜粉生产工艺的不断进步，纳米铜粉将会给市场带来更多的惊喜。