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1、纳米铜粉的研究及应用姓 名： 侯佳琦 学 号： 2013730013 专 业： 材料工程 2013 年 12 月 28 日昆明理工大学目 录引言 .1第一章 纳米铜粉介绍 .11.1 纳米材料 .11.2 纳米铜粉的应用 .11.3 纳米铜粉的制备 .21.3.1 气相法 .21.3.2 液相法 .21.3.3 固相法 .2第二章 纳米铜粉的制备方法 .32.1 液相还原法制备纳米铜粉 .32.2 液相沉淀法制备纳米铜粉 .32.3 以次磷酸钠为还原剂制备纳米铜粉 .32.4 非水溶剂法制备纳米铜粉 .4第三章 结论 .4昆明理工大学内容摘要：纳米级材料（10100nm）由于具有尺寸小，比表面
2、积大及量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点，使之具有与常规材料不同的一些新特性，因此近年来有关对纳米材料的制备、性能及应用的研究在国内外一直受到广泛的关注。其中纳米铜粉用做固体润滑剂则是纳米材料应用的范例之一。超细铜粉以适当方式分散于各种润滑油中可形成一种稳定的悬浮液，这种油每升中含有数百万个超细金属粉末颗粒，它们与固体表面相结合，形成一个光滑的保护层，同时填塞微划痕，从而大幅度降低磨擦和磨损，尤其在重载、低速和高温振动条件下作用更为显著，正因如此，国外已有加入纳米铜粉的润滑油销售，我国在化学法制备纳米铜粉方面尚未见详细的报道。目前制备纳米材料的方法很多，如激光气相合成法、冷冻干燥法、机械合金
3、技术、高温气相裂解法、超声化学法、醇盐水解法、沉淀转化法、水解合成法等。关键词：纳米铜粉，作用，制备昆明理工大学Abstract:Nanometer materials(10100nm)with the advantages of small size,large specific surface characteristics such as quantum size effect and macroscopic quantum tunneling effect,make it has some new features different from conventional materia
4、ls,so in recent years on the preparation,properties and applications of nanometer materials research at home and abroad has been widespread attention.The nanometer copper powder used as solid lubricant is one of the examples of the application of nanometer materials.Ultrafine copper powder dispersed
5、 in all kinds of lubricating oil in the proper manner,can form a stable suspension of this oil is contained in a liter millions of ultrafine metal powder particles,which combined with a solid surface,form a protective layer of smooth,filling the micro scratches at the same time,so as to reduce the f
6、riction and wear and tear,especially under the condition of overload,low speed and high temperature vibration effect is more significant,because of this, foreign has joined the nanometer copper powder of lubricating oil sales,in the aspect of chemical preparation of nanometer copper powder in China
7、has yet to see the detailed report.There were many methods to prepare antimaterialism,such as laser gas consistency method,freeze-drying method,mechanical alloy technology,high temperature gas phase pyrolysis method,ultrasonic chemical method,alcohol saline solution,hydrolysis precipitation process,
8、synthesis,etc.Key words:nanometer copper powder,action,preparation昆明理工大学0引言纳米铜粉是制备铜纳米晶体材料的原料。铜纳米晶体材料的硬度比一般粗晶铜高 3 倍，一旦解决了它的韧度问题，它将在工程结构材料上获得广泛的应用。本文简述了纳米铜粉以及纳米铜粉的应用及其制备技术，并重点介绍了 4 种纳米铜粉的制备方法，同时对纳米铜粉的前景做了展望。第一章 纳米铜粉介绍1.1 纳米材料纳米是光学显微镜所观测不到的尺度。化学元素中最小的氢原子直径约为0.1nm，金属元素的原子直径约为 0.30.4nm。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处
9、于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。如果按维数，纳米材料的基本单元可以分为三类：（i）零维，指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等；（ii）一维，指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等；（iii）二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。当常态物质被加工到极其微细的纳米尺度时，会出现特异的表面效应、体积效应和量子效应，其光学、热学、电学、磁学、力学乃至化学性质也就相应地发生显著变化。因此近年来有关对纳米材料的制备、性能及应用的研究在国内外一直受到广泛的关注 1。1.2 纳米铜粉的应用纳米铜粉呈褐红色。由于粉末极细、化学性质强、
10、一般存放在惰性气体或有机溶剂中。纳米铜粉的比表面积大、表面活性中心数目多，在冶金和石油化工中是优良的催化剂。在高分子聚合物的氢化和脱氢反应中，纳米铜粉催化剂有极高的活性和选择性。在乙炔聚合反应用来制作导电纤维的过程中，纳米铜粉是有效的催化剂。纳米铜粉用做固体润滑剂则是纳米材料应用的范例之一。超细铜粉以适当方式分散于各种润滑油中可形成一种稳定的悬浮液，这种油每升中含有数百万个超细金属粉末颗粒，它们与固体表面相结合，形成一个光滑的保护层，同时填塞微划痕，从而大幅度降低磨擦和磨损，尤其在重载、低速和高温振动条件下作用更为显著，正因如此，国外已有加入纳米铜粉的润滑油销售。昆明理工大学1纳米铜粉在汽车尾
11、气处理过程中，作为催化剂可以用来部分代替贵金属铂和钌，使 CO 转变为 CO2。把纳米铜粉加入到不导电的润滑油脂中，原来不导电的油脂即变成了导电的油脂。这种导电油脂将用在大电流的电接触点和大电流的刀闸开关上 2。1.3 纳米铜粉的制备近年来，纳米铜粉的制备、性能及应用的研究在国内外一直受到广泛的关注。目前，纳米铜粉的制备方法主要有气相法、-射线法、等离子体法、机械化学法、电解法、液相还原法等。其中，气相法、-射线法制备方法工艺条件要求严格、投资大、能耗多、产率很低；机械化学法、电解法虽然制备工艺简单、成本低廉，但得到的产品大多颗粒直径过大、纯度不高。液相还原法是一种新型、高效的方法，由于具备设
12、备简单、工艺流程短、易于工业化等特点，使该法的工业化更具有广阔前景 3。虽然目前制备纳米材料的方法很多，得到一致认可的观点认为制备纳米微粒的方法应按气相法、液相法和固相法来分类。1.3.1 气相法气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。气相法大致可分为：气体蒸发法、化学气相反应法、化学气相凝聚法、溅射法等。1.3.2 液相法液相法是目前实验室和工业上广泛采用的制备超微粉的方法。其过程为选择一种或多种合适的可溶性金属盐类，按所制备的材料的成分计量配制成溶液，使各元素呈离子或分子态，再选择一种合适的沉淀剂或用还原、水解等操作，将金属离子均匀沉淀或结晶出来
