一种铜包液态金属粉末及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，尤其涉及一种铜包液态金属粉末及其制备方法。所述铜包液态金属粉末的制备方法包括：以液态金属和硫酸铜溶液为原料，进行置换反应；其中，所述液态金属与所述硫酸铜溶液的质量比为(1

【技术实现步骤摘要】
一种铜包液态金属粉末及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其涉及一种铜包液态金属粉末及其制备方法。

技术介绍

[0002]液态金属是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物；液态金属也是一种不定型、可流动液体的金属。在实际应用过程中，为了提高液态金属的稳定性，通常情况下会对液态金属进行包覆处理。
[0003]然而，现有技术中已知的液态金属的包覆工艺，大多以高分子材料为包覆材料，进而形成稳定的核壳结构；相较于单纯地液态金属，高分子材料包覆液态金属材料的稳定性更佳，但其导电性严重降低，在实际应用过程中，需要借助外力作用将外部的高分子材料破坏，进而使得内部的液态金属溢出以提高材料的导电性，失去了包覆的意义。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铜包液态金属粉末的制备方法，该方法不仅可以制得具备稳定核壳结构的铜包液态金属粉末，并且所得的铜包液态金属粉末的导电性良好；本专利技术的另一目的在于，提供利用上述方法制得的铜包液态金属粉末。
[0006]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种铜包液态金属粉末的制备方法，包括：以液态金属和硫酸铜溶液为原料，进行置换反应；其中，
[0008]所述液态金属与所述硫酸铜溶液的质量比为(1
‑
10)：(80
‑
120)；所述硫酸铜溶液的质量分数为1
‑
7％。
[0009]作为已知技术，硫酸铜溶液可与较活泼的金属发生置换反应，生成单质铜和硫酸盐；然而，本专利技术意外发现，在以液态金属和硫酸铜溶液为原料进行置换反应时，通过控制液态金属和硫酸铜溶液的质量比以及硫酸铜溶液的质量分数，有望得到具备稳定核壳结构的铜包液态金属粉末，并且所得的铜包液态金属粉末导电性良好。
[0010]进一步将液态金属与硫酸铜溶液的质量之比控制在(1
‑
10)：(80
‑
120)之间、将硫酸铜溶液的质量分数控制在1
‑
7％之间，可有效提高铜包液态金属粉末的包覆率和收率。
[0011]本领域人员可按照公知常识设置工艺中的其他参数，其均可以得到与本专利技术上述描述相当的效果。不过，关于其他工艺参数也存在更优的技术方案，为此，本专利技术进一步进行了探究并得到如下的优选方案。
[0012]作为优选，所述液态金属的熔点为5
‑
25℃；选用熔点在上述范围内的液态金属，有利于进一步提高铜包液态金属粉末的包覆率。
[0013]作为优选，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌、铋、金、银、铁、镍、铝中的一种或几种。
[0014]进一步地，所述液态金属为镓铟锡液态金属；
[0015]所述镓铟锡液态金属中，按质量比计，镓：铟：锡＝(60
‑
70)：(20
‑
30)：(10
‑
20)。
[0016]更进一步地，所述镓铟锡液态金属中，按质量比计，镓：铟：锡＝62：25：13。
[0017]针对本专利技术的反应体系，与之相适配的液态金属优选为镓铟锡液态金属，当以镓铟锡液态金属为置换反应原料时，有利于更进一步提高铜包液态金属粉末的包覆率和收率。
[0018]作为优选，预先对所述液态金属进行处理，所述处理包括：
[0019]将所述液态金属与溶剂混合，在400
‑
600W的功率下超声处理20
‑
40min，静置沉降后，取沉淀物。
[0020]本专利技术还发现，若是预先对液态金属进行如上处理，可使其分散为微米级颗粒；所得液态金属微米粒子在与硫酸铜溶液混合后，更有利于单质铜快速富集在液态金属微米粒子表面，进而实现对液态金属的全面包覆。
[0021]进一步地，所述溶剂选自DBE(二元酸酯混合物)、乙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一种或几种；优选为DBE。
[0022]作为优选，所述置换反应的时间为15
‑
25min。
[0023]作为本专利技术的较佳技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
[0024](1)将液态金属与DBE混合，在400
‑
600W的功率下超声处理20
‑
40min，得液态金属颗粒悬浊液；
[0025](2)将所述液态金属颗粒悬浊液静置沉降后，取沉淀物，得液态金属微米粒子；
[0026](3)将所述液态金属微米粒子与硫酸铜溶液混合，进行置换反应15
‑
25min。
[0027]进一步地，还包括后处理的步骤，所述后处理具体为：
[0028]将步骤(3)所得产物依次经过沉降、水洗、醇洗，而后进行烘干，即得铜包液态金属粉末。
[0029]本专利技术还提供一种铜包液态金属粉末，其利用以上所述的制备方法制得。
[0030]基于上述方案，本专利技术的有益效果如下：
[0031]本专利技术通过对制备方法的优化，成功制得具备稳定核壳结构的铜包液态金属粉末，并且该铜包液态金属粉末的导电性理想；此外，通过该方法制得的铜包液态金属粉末的包覆率和收率均较为理想。
附图说明
[0032]图1为实施例1步骤(2)所得液态金属微米粒子的电镜图；
[0033]图2为实施例1的铜包液态金属粉末的电镜图；
[0034]图3为实施例1的铜包液态金属粉末在挤压作用下的电镜图；
[0035]图4为实施例2的铜包液态金属粉末的电镜图；
[0036]图5为实施例2的铜包液态金属粉末在挤压作用下的电镜图；
[0037]图6为实施例3的铜包液态金属粉末的电镜图；
[0038]图7为实施例3的铜包液态金属粉末在挤压作用下的电镜图；
[0039]图8为实施例4的铜包液态金属粉末的电镜图；
[0040]图9为实施例4的铜包液态金属粉末在挤压作用下的电镜图；
[0041]图10为实施例5的铜包液态金属粉末的电镜图；
[0042]图11为实施例5的铜包液态金属粉末在挤压作用下的电镜图；
[0043]图12为实施例6的铜包液态金属粉末的电镜图；
[0044]图13为实施例6的铜包液态金属粉末在挤压作用下的电镜图。
具体实施方式
[0045]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0046]实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
[0047]为了更有利于比对效果，以下实例中所提到的镓铟锡液态金属的熔点为10.5℃，且按质量比计，镓：铟：锡＝62：25：13。
[0048]实施例1
[0049]本实施例提供一种铜包液态金属粉末，其制备方法包括如下步骤：
[0050]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜包液态金属粉末的制备方法，其特征在于，包括：以液态金属和硫酸铜溶液为原料，进行置换反应；其中，所述液态金属与所述硫酸铜溶液的质量比为(1
‑
10)：(80
‑
120)；所述硫酸铜溶液的质量分数为1
‑
7％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液态金属的熔点为5
‑
25℃。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌、铋、金、银、铁、镍、铝中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述液态金属为镓铟锡液态金属；所述镓铟锡液态金属中，按质量比计，镓：铟：锡＝(60
‑
70)：(20
‑
30)：(10
‑
20)。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，预先对所述液态金属进行处理，所述处理包括：将所述液态金属与溶剂混合，在400
‑
600W的功率下超声处理20

【专利技术属性】
技术研发人员：门振龙，任中伟，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：