核壳结构铜银包覆粉的制备和抗氧化性研究.doc

第卷
第期杨勇,等/核壳结构铜银包覆粉的制备和抗氧化性研究

2008年月
收稿日期：2008-00-00；作者简介：杨勇，男，研究生；兰新哲，男，教授，博士生导师。
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50434030）
核壳结构铜银包覆粉的制备和抗氧化性研究
杨勇兰新哲宋永辉
西安建筑科技大学贵金属工程研究所，
陕西省冶金工程技术研究中心，陕西西安，710055
摘要：以水合肼为还原剂，用化学法制备了颗粒形貌均一的超细铜粉，通过控制银离子在铜颗粒表面的非均相沉积成核，获得核壳结构的铜银包覆粉。研究结果表明，银优先在铜芯核表面活性点发生异相成核，随后晶核长大形成核壳结构。SEM和XRD分析表明，包覆效果较好，所得包覆样品主要由铜银组成。热重分析结果说明包覆粉的抗氧化性明显优于铜粉的。
关键字：核壳，铜银包覆粉，抗氧化性
中图分类号：TG34；O614.12文献标识码：A文章编号：0000-0000(2008)00-0000-00
StudyonPreparationandOxidationResistanceofcore-shellSilver-CoppercoatedPowders
YangYong，LanXinzhe，SongYonghui
InstituteofPreciousMetalsEngineering,XianUniversityofArchitectureandTechnology，
Shanximetallurgicalengineeringandtechnologyresearchcentre，ShanXiXi’An,710055
Abstract:TheUniformandwell-dispersedultrafinecopperpowderswerepreparedwithhydrazinehydratebychemicalreductionmethod.Andcore-shellsilver-coatedcopperpowderswereobtainedthroughcontrollingthenon-homogeneousnucleationofsilverionsonthesurfaceofcopperparticles.Theresultsshowedthatsilverionsfirstdepositedtotheactivatepointsofcoppercore,thenformedshellwiththegrowthofthenucleus.SEMandXRDanalysisshowedthatthesampleswerewellcoated,andTGshowedthattheanti-oxidationofcoatedpowderwassuperiortothecopperpowder.
Keywords:Core-shell，Silver-CoppercoatedPowders,oxidation-resistantproperty

引言
由于纳米铜粉其优良的导电、导热性能且价格相对低廉的特性，加上特有的微观效应，使其在力学、电学、磁学及化学等领域有许多优异的性能和潜在的应用价值。许多学者采用甲醛、抗坏血酸、水合肼[1]等作还原剂，用化学还原法制备超细铜粉。但由于具有很大的比表面积,纳米铜粉在空气中易发生氧化而影响其性能和应用。在铜粉表面包覆一层金属银[2]能提高其抗氧化性和热稳定性[3,4]，改善这一缺陷，因而引起了人们的注意。
金属铜、银元素位于同一副族，核外电子排布相似[5]、晶格匹配，具有两相间热力学的共容性、共存性及芯核两相的润湿性等要求。因此，在铜粉表面引入一层银粒子，形成核壳结构的的铜-银包覆粉，不仅保持了原有金属铜芯核的物化性能，还具有银包覆层优良的金属特性，提高了单纯铜粉的抗氧化性和热稳定性，保持了铜和银的高电导性；而且包覆粉中Cu能抑制Ag的溶解，可以克服银导电胶中银迁移的缺陷[6]，可达到节约贵金属，保护环境的目的。因此，在电子浆料、导电填料、导电涂料、电子屏蔽材料、工业催化和抗菌材料[7，8]等许多领域都具有良好的应用前景。
本文采用水合肼作还原剂制备出铜芯核，并在其表面包覆一层金属银壳，分析了核壳包覆铜银粉的抗氧化性、耐高温性能。
1实验部分
1.1铜芯核的制备
将10mL水合肼（50%），和1gPVP配制成100mL溶液置于250mL三颈瓶中，在80℃恒温水浴中；搅拌条件下，将100mL的0.1mol/L的硫酸铜溶液，滴加到三颈瓶中；待反应进行完全，液固分离，用无水乙醇清洗两次，在40℃下真空干燥，取样封存，分别对粉末性能进行SEM、XRD和热重分析。
1.2铜-银包覆粉的制备
将制备的铜粉超声分散后，将50mL的硝酸银溶液缓慢滴入，反应35mi