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邹小姐(jie)：13326633089 -
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纳米金(jin)属铜粉具(ju)独特的的导热、导电、润滑、抗菌(jun)、催(cui)化等性能，可(ke)作(zuo)(zuo)为新(xin)型电(dian)子浆料(liao)、润滑(hua)油改性剂、抗菌材(cai)料(liao)、工作(zuo)(zuo)催化剂等等的主要或重(zhong)要组(zu)分。
一、微(wei)纳(na)米(mi)铜粉的应用领(ling)域
①导电浆料：
传统的(de)MLCC（多(duo)层陶瓷电容器）内外(wai)电极均使用贵(gui)(gui)金属制作，随着贵(gui)(gui)金属价格的上(shang)涨(zhang)和MLCC利润的下降，贱金属电极多层陶瓷电容器已经成为传统贵金属电极设计更经济的替代品。纳米铜粉配成铜电子浆料，可以烧结出仅有1个微米厚的电极，可优化微电子工艺，满足MLCC器件小型化要求，代替银电等贵金属电子浆料，大幅度降价成本。微纳米金属(shu)粉(fen)体(ti)（钯、银、镍、铜等(deng)）在MLCC的结构成本中(zhong)占比(bi)超过5%（低容型MLCC中5%，高容型MLCC中(zhong)5%-10%）。为适应MLCC近年的成本下降趋势和(he)(he)轻(qing)量化(hua)发展方向，作(zuo)为前述微(wei)(wei)(wei)纳(na)(na)(na)米金属粉体(ti)（钯(ba)、银、镍(nie)）的重(zhong)要替代材(cai)料，单分散微(wei)(wei)(wei)纳(na)(na)(na)米铜(tong)粉的市场规(gui)模和(he)(he)发展潜力(li)巨大，但也对所用的微(wei)(wei)(wei)纳(na)(na)(na)米铜(tong)粉的规(gui)格要求进(jin)一步(bu)提升。内(nei)电极厚度2-3微米的MLCC要(yao)求金属晶体外形(xing)为球形(xing)或近球形(xing)，粒(li)径控制在微米(mi)级以下，优选为0.2-0.7微米，且分布均匀。
MLCC
2019年全球(qiu)多层(ceng)陶瓷电容(rong)器MLCC的市场(chang)规模约(yue)为960亿人民币。未来几年随着5g建设提速、移动终端和通信设备更迭，新能源汽车和智能家电普及，预计MLCC市(shi)场还将进(jin)一步(bu)扩容，2024市场规模将增至约1200亿元。
除此(ci)之外，金属(shu)(shu)材(cai)料由于(yu)具(ju)有(you)小(xiao)粒子尺寸、低(di)烧(shao)结(jie)温度(du)等优(you)良(liang)特性，且制成导(dao)电(dian)(dian)油墨(mo)容(rong)易而在印(yin)刷电(dian)(dian)子领域也有(you)广泛应用。金属(shu)(shu)导(dao)电(dian)(dian)油墨(mo)的理想状态(tai)应便(bian)于(yu)制取(qu)、保存(cun)和喷墨(mo)，且应充分考虑(lv)电(dian)(dian)导(dao)率(lv)和价(jia)格等因(yin)素(su)。综合考虑(lv)各方面(mian)因(yin)素(su)，纳米铜是最有(you)潜(qian)力制备可以(yi)普及(ji)应用的导(dao)电(dian)(dian)油墨(mo)的金属(shu)(shu)。纳米铜导(dao)电(dian)(dian)油墨(mo)主要应用于(yu)印(yin)刷电(dian)(dian)路(lu)和显示产品两(liang)个领域。
会导电的油墨
②固(gu)体润(run)滑剂
纳米铜(tong)粉(fen)用做固体润滑剂(ji)则(ze)是(shi)纳米材料应用的(de)范例(li)之一。超(chao)细(xi)铜粉以适当(dang)方式(shi)分散于(yu)各(ge)种(zhong)润(run)滑油中可形成一(yi)种(zhong)稳(wen)定的悬浮液，这种(zhong)油每(mei)升中含(han)有数百万个(ge)超(chao)细(xi)金属(shu)粉末颗粒，它们与固体表面相结合，形成一(yi)个(ge)光滑的保护层，同时填塞(sai)微划痕，从而大幅度(du)降低(di)磨擦和磨损，尤其在重(zhong)载、低速(su)和高温(wen)振(zhen)动条件下作用更(geng)为显著。
③高(gao)效催(cui)化剂
微纳米级铜粉(fen)具有相对(dui)较大的(de)(de)比表面积和较高(gao)的(de)(de)表面活性(xing)，作为催(cui)化(hua)剂应(ying)用于冶金和石油化(hua)工(gong)领域，可以对(dui)诸多有机反应(ying)起(qi)到催(cui)化(hua)作用，表现出(chu)较高(gao)的(de)(de)催(cui)化(hua)活性(xing)。例如，微纳米铜粉还可以在制作导电纤维过程中(zhong)催化乙炔聚合，在汽车尾气处理(li)过程中(zhong)部(bu)分代(dai)替贵金属铂和钌(liao)，完成尾气中(zhong)污染环境的CO到CO2的转化。
⑤高性(xing)能工程材料
纳(na)米(mi)铜粉是制备(bei)纳(na)米(mi)晶(jing)(jing)铜材的基础原(yuan)料。与一般粗晶(jing)(jing)铜相比(bi)，纳(na)米(mi)铜粉具(ju)有较高(gao)的硬度、抗(kang)拉(la)强度和热(re)导率(lv)。高(gao)密度、高(gao)纯度的纳(na)米(mi)铜具(ju)有良好的超塑延展(zhan)性，可(ke)以(yi)在工程材料领(ling)域获(huo)得广泛(fan)应用。
⑥抗菌(jun)材料
在(zai)抗菌性方面，研究人(ren)员对纳(na)(na)米(mi)铜(tong)及纳(na)(na)米(mi)银(yin)对不(bu)同(tong)菌(jun)(jun)种(zhong)的抗菌(jun)(jun)性(xing)(xing)能做了(le)比较，发现对于不(bu)同(tong)菌(jun)(jun)种(zhong)，二者抗菌(jun)(jun)性(xing)(xing)强弱各(ge)有千秋。
总体来(lai)说，金(jin)属铜表现出了很强的抗菌性(xing)能，且化学稳定性(xing)和环境安(an)全性较(jiao)高，价格(ge)较(jiao)为低廉，因此，可以对纳米铜(tong)的抗菌性能(neng)加(jia)以有效利用(yong)。
二(er)、微纳(na)米铜粉的制备技术
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感应加热(re)法 |
将盛放在陶瓷坩埚内的金属材料在高频或中频电流感应下，靠自身发(fa)热而蒸发(fa)，这种加热方式具有强烈的诱导搅拌(ban)作用(yong)，加热速度快，温度高。通过(guo)工艺参数的控制(zhi)可以制(zhi)备出10nm~1μm的金属铜粉末。 |
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γ-射线法(fa) |
γ-射线辐(fu)照制(zhi)备各(ge)类金(jin)属颗粒是(shi)近年来发展起来的一种新(xin)方法，其(qi)基本(ben)原(yuan)理是(shi)金(jin)属盐在γ-射线下还原(yuan)成(cheng)金(jin)属粒子(zi)。γ-射线使溶(rong)(rong)液生(sheng)成(cheng)了(le)溶(rong)(rong)剂化电子(zi)，不需要使用还原(yuan)剂，可还原(yuan)金(jin)属离子(zi)，降低其(qi)化合价(jia)，经成(cheng)核生(sheng)长形成(cheng)金(jin)属颗粒。研(yan)究(jiu)人员采用γ-射线辐(fu)射-水(shui)热结晶联合法获得了(le)平(ping)均粒径(jing)为50nm的纳米铜(tong)粉(fen)。 |
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等离子体法 |
该(gai)法(fa)是用等离子体(ti)(ti)将金属等粉(fen)末熔融(rong)、蒸发(fa)变(bian)成气(qi)体(ti)(ti)，使(shi)之(zhi)在(zai)气(qi)体(ti)(ti)状(zhuang)态下发(fa)生(sheng)物理(li)或化(hua)学反应，最后在(zai)冷却过程(cheng)中(zhong)凝聚长大(da)形成超细微(wei)粉(fen)，是制备高纯、均(jun)匀、粒(li)径小的(de)(de)金属系列和金属合金系列纳米微(wei)粒(li)的(de)(de)最有效方法(fa)。适(shi)当工艺条(tiao)件(jian)下，可平(ping)均(jun)粒(li)径为(wei)70nm、粒度分布均匀、分散性好的纳米铜粉。 |
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机械化学法 |
机(ji)械化学(xue)法(fa)是利用高能球(qiu)磨法(fa)并发生化学(xue)反应的方法(fa)，其优点(dian)是产(chan)量高，工艺简单，能制(zhi)备出常规方法(fa)难(nan)以(yi)制(zhi)备的高熔(rong)点(dian)金属、互(hu)不相溶(rong)体系的固溶(rong)体、纳米金属（间化合(he)物）及(ji)纳米金属-陶瓷复合材料;缺点是所制粉体粒径分布不均匀，且球磨过程中易引入杂质。仅以氯化铜和钠为初始物机械粉碎，混合物将发生燃烧。如在反应混合物中预先加入氯化钠可避免燃烧，且生成的铜粉较细，粒径为20～50nm之间。 |
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电解法(fa) |
电(dian)解(jie)法可制得(de)很多通(tong)常方(fang)法不能制备(bei)或难以制得(de)的高(gao)纯(chun)金属超微(wei)粒(li)，尤其是(shi)电(dian)负(fu)性(xing)较大的金属粉末(mo)。经过改良的工艺可制备(bei)平均粒(li)度为80nm-100nm、粒度分布均匀、表面包覆、高弥散、抗氧化的超细铜粉。 |
粉体(ti)圈编辑：小白
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