多孔铜粉及其制备方法技术

本发明专利技术属于金属粉末材料技术领域，具体涉及一种多孔铜粉及其制备方法。本发明专利技术公开的多孔铜粉为具备多孔结构的球状或类球状粉末，所述球状或类球状粉末由亚铜粉构成，所述亚铜粉呈树枝状，各树枝状亚铜粉交叉堆积形成所述多孔结构；所述多孔结构的各孔孔径为0.1～5μm，且孔隙率为10～75％。该铜粉的松比低至0.8g/cm3，解决了现有技术的铜粉性能有待改进的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
多孔铜粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属粉末材料
，具体涉及一种多孔铜粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]多孔金属材料由于其特殊的结构而兼具结构和功能双重属性。不仅具有因孔结构赋予的大比表面积、优异的传质性能和强的物质吸附能力、渗透性及减震性，还具有金属属性赋予的高导电性、优良的延展性和催化活性等，是一类发展极其迅猛的新型功能多孔结构材料，常被用来制备散热材料、催化剂、电极材料、过滤板、含油轴承等各种金属制品。近年来，随着散热器制造行业的迅速发展，对金属热管制品性能要求不断提升，而用于制备金属热管制品的多孔铜粉原料，其结构与性能的要求也越来越高。
[0003]目前制备具有大量微细孔的多孔铜粉大多采用氧化还原法。如中国专利技术专利CN1294538A提供了在氯和/或氯化物存在条件下，经氧化处理原料金属后还原粉碎得到多孔铜粉的制备方法。该方法涉及含有氯或氯化氢尾气的处理，存在污染环境的风险。又如中国专利技术专利CN112828299A提出了将铜颗粒加入到含硝酸根离子的溶液中，进行搅拌混合，然后依次经过氧化、还原和粉碎，获得多孔铜粉。然而该铜粉的性能有待进一步优化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术目的是至少解决铜粉的性能有待改进等问题。
[0005]该目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术公开了一种多孔铜粉，所述铜粉为具备多孔结构的球状或类球状粉末，所述球状或类球状粉末包括相互连接的亚铜粉，所述亚铜粉呈树枝状，各树枝状亚铜粉交叉堆积形成所述多孔结构；所述多孔结构的各孔孔径为0.1～5μm，且孔隙率为10～75％。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述多孔结构的各孔孔径为0.5～4μm。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述多孔结构的孔隙率为20～60％。
[0009]其中，“亚铜粉”的粒度小于所述球状或类球状粉末的粒度，其为描述铜粉微观形貌的微粒。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述球状或类球状粉末的粒度为－60～+200目，其中，50％≤－60～+150目≤55～70％。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述球状或类球状粉末由氧化铜粉体原料经热还原处理制得；所述氧化铜粉体原料为具备多孔结构和/或中空结构的氧化铜粉体；
[0012]其中，具备多孔结构的氧化铜粉体为电镀级氧化铜、煅烧级氧化铜中的至少一种；所述具备多孔结构的氧化铜粉体的粒度满足：D50＝28～40μm；
[0013]具备中空结构的氧化铜粉体为氧化亚铜还原氧化处理得到的粒度为1.0～100μm的粉体。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述氧化铜粉体原料为具备多孔结构的氧化铜粉体
与中空结构的氧化铜粉体构成时，二者质量比为(1～9):(9～1)。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述球状或类球状粉末的松比为0.8～2.8g/cm3。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述球状或类球状粉末的松比优选为0.8～2.0g/cm3。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述球状或类球状粉末的松比最优选为0.8～1.5g/cm3。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述氧化铜粉体原料的松比为0.6～1.5g/cm3。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述氧化铜粉体原料的松比优选为0.8～1.2g/cm3。
[0020]第二方面，本专利技术公开了一种第一方面所述的铜粉的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0021]1)将氧化铜粉体原料经热还原处理得还原预处理物；
[0022]2)将所述步骤1)的还原预处理物冷却、破碎、过筛制得所述铜粉。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述方法还包含将步骤1)制得的所述还原预处理物进行如下处理：
[0024]2.1)所述还原预处理物经氧化处理得氧化产物；
[0025]2.2)所述氧化产物继续进行热还原处理；
[0026]其中，所述步骤2.1)与步骤(2.2)重复进行1～6次，然后冷却、破碎、过筛制得所述铜粉。其中，所述氧化处理在原有初步多孔基础上，孔壁的体积继续膨胀，有利于形成形貌更发达的二次微孔。且氧化
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还原处理可重复多次，实现多次造孔，并最终获得微孔结构多样化、孔径范围可调、且具备多层次孔结构的多孔铜粉。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤1)与所述步骤2.2)中的热还原处理在包含氮气的还原性气氛中进行，所述还原性气氛中的氮气体积百分比占10～90％，
[0028]所述热还原处理的温度为300～900℃，处理时间为1～8h。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，所述还原性气氛优选氨分解气。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述热还原处理的温度优选为400～800℃。
[0031]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤2.1)中的氧化处理在空气、高纯氧或其他任意氧化气氛中进行，所述氧化处理的温度为250～650℃，处理时间为1～8h。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，所述氧化处理的温度优选为300～600℃。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，所述冷却包含冷却至40℃以下；
[0034]所述破碎为加入抗氧化剂后进行破碎，所述抗氧化剂为二丁基苯酚、硫代硫酸钠、亚硫酸钠中的至少一种。
[0035]本专利技术制备的多孔铜粉可用于作为制作粉末冶金、催化剂、散热材料、导电涂料、电磁屏蔽材料等的原材料。
[0036]本专利技术还可以请求保护采用第一方面所述多孔铜粉或第二方面所述方法制得的多孔铜粉制成的散热件，如热管，所述热管为采用热管模具对所述多孔铜粉烧结成型制得。
[0037]本专利技术公开技术方案的有益效果主要体现在如下：
[0038]本专利技术提供了一种微观形貌具备特殊性的多孔铜粉，该多孔铜粉的松装密度、孔径可控，可应用于催化剂、散热材料、导电涂料、电磁屏蔽材料等领域，当其用于热管原材料制备热管时，烧结后仍具备较好孔隙率及相对低的径向收缩率，该烧结铜粉与铜管内壁结
合力强，有利于提高热管性能。
附图说明
[0039]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0040]图1示意性地示出了根据本专利技术实施方式的实施例1中多孔铜粉的微观形貌示意图；
[0041]图2示意性地示出了根据本专利技术实施方式的实施例1中多孔铜粉的微观形貌示意图；
[0042]图3示意性地示出了根据本专利技术实施方式的实施例2中多孔铜粉的微观形貌示意图；
[0043]图4示意性地示出了根据本专利技术实施方式的实施例2中多孔铜粉的微观形貌示意图；
[0044]图5示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔铜粉，其特征在于：所述铜粉为具备多孔结构的球状或类球状粉末，所述球状或类球状粉末包括相互连接的亚铜粉，所述亚铜粉呈树枝状，各树枝状亚铜粉交叉堆积形成所述多孔结构；所述多孔结构的各孔孔径为0.1～5μm，且孔隙率为10～75％。2.根据权利要求1所述铜粉，其特征在于：所述球状或类球状粉末的粒度为－60～+200目，其中，50％≤－60～+150目≤55～70％。3.根据权利要求1所述铜粉，其特征在于：所述球状或类球状粉末由氧化铜粉体原料经热还原处理制得；所述氧化铜粉体原料为具备多孔结构和/或中空结构的氧化铜粉体；其中，具备多孔结构的氧化铜粉体为电镀级氧化铜、煅烧级氧化铜中的至少一种；所述具备多孔结构的氧化铜粉体的粒度满足：D50＝28～40μm；具备中空结构的氧化铜粉体为氧化亚铜还原氧化处理得到的粒度为1.0～100μm的粉体。4.根据权利要求3所述铜粉，其特征在于：所述氧化铜粉体原料为具备多孔结构的氧化铜粉体与中空结构的氧化铜粉体构成时，二者质量比为(1～9):(9～1)。5.根据权利要求3所述铜粉，其特征在于：所述球状或类球状粉末的松比为0.8～2.8g/cm3，优选为0.8～2.0g/cm3，最优选为0.8～1.5g/cm3；所述氧化铜粉体原料的松比为0.6～1.5g/cm3，优选为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄书生，班丽卿，刘祥庆，贺会军，张煦，李伟英，王建伟，李楠楠，
申请(专利权)人：北京有研粉末新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：