專利名稱：：銅包覆鎢復(fù)合粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種包覆復(fù)合粉體的制備方法，具體涉及一種銅包覆鎢復(fù)合粉體的制備方法。
背景技術(shù)：
：粉體作為功能材料，在新型材料的復(fù)合和開發(fā)方面具有極其重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，兩種或兩種以上的粉體顆粒經(jīng)表面包覆或復(fù)合處理，可以得到一種高性能復(fù)合粉體材料。復(fù)合粉體不僅具有單一粉體的性能，還具有復(fù)合協(xié)同多功能、改變單一粒子表面性質(zhì)、增大兩種或多種組分的接觸面積等作用，廣泛應(yīng)用于軍事、.航空、航天、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。隨著粉體琺術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，發(fā)展起來的粉體包覆改性技術(shù)，其原理是在原粉體顆粒的表面，均勻地引入一種或多種其他組分的物質(zhì)，形成一定厚度的吸附層或單層膜，從而改變粉體的表面特性或賦予粉體新的性能。包覆技術(shù)對于提高粉體的分散性能、解決其團聚問題、改善粉體粒子的活性、光學(xué)性質(zhì)、耐熱性、耐光性、表面色澤乃至隨后的燒結(jié)特性等起到了重要的作用。鎢粉具有熔點高、密度大、硬度高、飽和蒸汽壓低、熱膨脹系數(shù)小等特點，鴇粉表面化學(xué)鍍銅可改善鎢的加工性能、導(dǎo)熱性能以及粉末冶金時鎢粉或與其他材料的壓制成型性能，目前國內(nèi)尚無銅包覆鎢粉體的成熟技術(shù)，只是將銅粉與鎢粉進行機械混合、合金化或者是將鎢鹽和銅鹽進行化學(xué)共沉淀處理，得到銅鴇均勻分布的復(fù)合粉體。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種銅包覆鎢復(fù)合粉體的制備方法，可在鉤粉表面包覆一層銅膜，拓寬鎢粉的使用范圍。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種銅包覆鴇復(fù)合粉體的制備方法，按以下步驟進行步驟h根據(jù)所需制備的銅包覆鎢復(fù)合粉體中鎢的重量，取粒徑為lpmlmm的鎢粉，取濃度為37%40%的甲醛溶液加入該鉺粉中，得到濕潤鴇粉，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.7ml/g0.8ml/g;步驟2:根據(jù)所需制備的銅包覆鎢復(fù)合粉體中銅的重量，取銅重量5.47倍重量的五水硫酸銅；步驟3:在步驟2取到的五水硫酸銅中加入蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液，然后，在該硫酸銅溶液中緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉，控制乙二胺四乙酸二鈉在溶液中的濃度為27.3g/L，再加入酒石酸甲鈉，控制酒石酸甲鈉在溶液中的濃度為13.6g/L，加入該兩種溶液的同時進行攪拌，均勻混合，得到混合溶液；步驟4:將步驟1得到的濕潤鎢粉與步驟3得到的混合溶液混合，得到混濁液；步驟5:在步驟4得到的混濁液中通入流量為0.6L/min1.0L/min壓縮空氣，并強烈攪拌，同時，向該混濁液內(nèi)滴加濃度為10y。的NaOH溶液，控制混濁液的PH值為1113，并對此混濁液加熱，至混濁液的藍色消失，鎢粉變成紫紅色，此時，停止加熱和攪拌；步驟6:將上步處理后的混濁液靜置15分鐘20分鐘，將上層清液和沉淀的粉末分離，在該粉末中加入36%38%鹽酸，鹽酸與粉末的體積比為1:1，然后靜置，再將鹽酸和粉末混合體中分離出清液與沉淀的粉末，用蒸餾水清洗上述鹽酸處理過的粉末并過濾；步驟7:步驟6清洗后的粉末中加入溫度為45'C55t:的苯駢三氮唑乙醇溶液，攪拌浸泡5min8min，鈍化粉末，再將該粉末分別用蒸餾水和無水乙醇清洗、過濾；步驟8:將步驟7處理后的粉末，置于空氣中陰干，然后放入溫度為300°C320°C，氫氣流量為2.0L/min2.5L/min的氫氣還原爐內(nèi)，還原2h4h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。本發(fā)明的有益效果是進一歩改進鎢銅復(fù)合粉體的均勻性和材料的綜合性能，解決復(fù)合粉體燒結(jié)成型過程中銅相的偏聚問題，使銅相均勻地呈網(wǎng)絡(luò)狀分布在鴇基體的周圍。進而獲符一種具有卨密度、高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和低膨脹系數(shù)的復(fù)合材料，用本發(fā)明方法制備銅包覆鎢粉體，具有能耗小、生產(chǎn)周期短、純度卨，特點。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。本發(fā)明制備方法，包括以下步驟步驟l:依據(jù)需制備的鎢銅復(fù)合粉體的重量，以及該復(fù)合粉體中鎢和銅的重量百分比(CuxWy，其中x+y400。/。)，計算出所需鎢和銅的重量，然后按下列化學(xué)分子式OiS(V5//20^"，根據(jù)銅原子量在無水硫酸銅原子量中的比例和上述得到的銅的重量，計算出所需五水硫酸銅(CnS(V5H20)的重量，實際操作過程中，銅發(fā)生損耗，為此，取修正系數(shù)k尸1.31.5，對五水硫酸銅的重量值進行修正，即所需的五水硫酸銅的重量為5.47x;步驟2:按步驟1計算得到的鎢粉的重量，取粒徑為lpmlmm的鎢粉，然后，取濃度為37%40%的甲醛溶液，倒入鎢粉，使鎢粉濕潤，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.7ml/g0.8ml/g;步驟3:按步驟1得到的五水硫酸銅的重量，取五水硫酸銅(CuSCV5H20)，加入蒸餾水，得到硫酸銅溶液，控制該溶液中硫酸銅的濃度為12.8g/L，然后在該硫酸銅溶液中分別緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉，控制乙二胺四乙酸二鈉在溶液中的濃度為27.3g/L，酒石酸甲鈉，控制酒石酸甲鈉的溶液中的濃度為13.6g/L，緩慢加入上述兩種溶液的同時進行攪拌，混合均勻，得到混合溶液；步驟4:將步驟2得到的濕潤鎢粉與步驟3得到的混合溶液混合，得到混濁液；步驟5:將壓縮空氣通入上步制得的混濁液中，控制空氣流量為0.6L/min1.0L/min，同時，用攪拌器對該混濁液進行強烈攪拌，使鎢粉懸浮，并向該混濁液內(nèi)滴加濃度為10。/。的NaOH溶液，控制混濁液的PH值為1113,與此同時，對此混濁液進行加熱，至混纟蟲液的藍色消失，灰黑色的鎢粉變成紫紅色，即停止加熱、攪拌、通壓縮空氣和滴加NaOH溶液；步驟6:將上步完成化學(xué)反應(yīng)的混濁液，靜置15分鐘20分鐘，倒掉上層清液，然后按體積比1:1將濃度36%38%鹽酸加入沉淀下來的粉末中，再靜置沉淀，并倒掉上層的多余液體，之后，將蒸餾水加入經(jīng)鹽酸處理并沉淀下來的粉末中，加入蒸餾水的量恰好沒過粉末，然后清洗、過濾，反復(fù)清洗23遍；步驟7:將溫度為45-C55t:的苯駢三氮唑乙醇溶液加入上步得到的粉末中，溶液體積恰好沒過該粉末，攪拌浸泡5min8min，使之鈍化，然后用蒸餾^C清洗46遍，再用無水乙醇清洗23遍并過濾，每次清洗加入的液體體積恰好沒過粉末；步驟8:將上步鈍化處理后的粉末，置于空氣中陰干，然后將該粉末放入溫度為300。C32(TC的氫氣還原爐內(nèi)，通入流量為2.0L/min2.5L/min的氫氣，還原2h4h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。實施例1需制取100g鎢銅復(fù)合粉體，按重量百分比，各組分含量為鎢85%，銅15%。取85克粒徑為10pm的鉤粉，取濃度為37%的甲醛溶液加入鎢粉中，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.7ml/g，濕潤鎢粉。根據(jù)比例及修正系數(shù)計算，取五水硫酸銅82.0g，加入蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液。該硫酸銅溶液中分別緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉111.9g，控制乙二胺四乙酸二鈉在溶液中的濃度為27.3g/L，酒石酸甲鈉55.8g，控制酒石酸甲鈉在溶液中的濃度為13.6g/L，同時進行攪拌，混合均勻，形成混合液。將該混合液加入濕潤的鎢粉，形成混濁液。該混濁液中通入壓縮空氣，控制空氣流量為0.6L/min;利用電動攪拌器，對此混濁液進行強烈攪拌，使鎢粉懸浮，形成懸濁液，同時對該懸濁液進行加熱，并向懸濁液內(nèi)滴加10。/。的NaOH溶液，控制反應(yīng)過程中該懸濁液的pH值為11。懸濁液溫度至6(TC，鍍銅反應(yīng)快速進行，鍍液藍色消失，鎢粉變?yōu)樽霞t色，鍍銅反應(yīng)完成，此時停止加熱、攪拌和通入壓縮空氣。將完成化學(xué)反應(yīng)的懸濁液，靜置15分鐘，去除上層清液，按1:1的體積比，將濃度為36%的鹽酸溶液加入留下的沉淀物中，中和多余的堿液，再靜置、沉淀并倒掉多余溶液，將蒸餾水加入沉淀物，對該沉淀物進行清洗，加水量恰好沒過復(fù)合粉末，然后過濾，反復(fù)清洗3遍。然后將溫度為45'C的苯駢三氮唑乙醇溶液加入清洗完畢的沉淀物中，攪拌浸泡5min，使之鈍化。之后用蒸餾水清洗6遍，無水乙醇清洗3遍并過濾，每次加入液體體積恰好沒過粉末。將上述清洗后的沉淀物在空氣中陰干，并置于溫度為300。C還原爐內(nèi)，通入流量為2L/min的氫氣，還原2h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。實施例2需制取200g鎢銅復(fù)合粉體，按質(zhì)量百分比，各組分含量為鉤80%，銅20%。取160克粒徑為6pm的鎢粉，取濃度為38%的甲醛溶液加入鴨粉中，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.73ml/g，濕潤鉤粉。根據(jù)比例及修正系數(shù)計算，取五水硫酸銅218.8g，加入11.0L蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液。該硫酸銅溶液中分別緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉300.3g，控制乙二胺四乙酸二鈉在溶液中的濃度為27.3g/L，酒石酸甲鈉149.6g，控制酒石酸甲鈉在溶液中的濃度為13.6g/L，同時進行攪拌，混合均勻，形成混合液。將該混合液加入濕潤的鎢粉，形成混濁液。該混濁液中通入壓縮空氣，控制空氣流量為0.7L/min;利用電動攪拌器，對此混濁液進行強烈攪拌，使鎢粉懸浮，形成懸濁液，同時對該懸濁液進行加熱，并向懸濁液內(nèi)滴加10%的NaOH溶液,控制反應(yīng)過程中該懸濁液的pH值為11.5。懸濁液溫度至60°C，鍍銅反應(yīng)快速進行，鍍液藍色消失，鎢粉變?yōu)樽霞t色，鍍銅反應(yīng)完成，此時停止加熱、攪拌和通入壓縮空氣。將完成化學(xué)反應(yīng)的懸濁液，靜置16分鐘，去除上層清液，按1:1的體積比，將濃度為36.5%的鹽酸溶液加入留下的'沉淀物中，中和多余的堿液，再靜置、沉淀并倒掉多余溶液，將蒸餾水加入沉淀物，對該沉淀物進行清洗，加水量恰好沒過復(fù)合粉末，然后過濾，反復(fù)清洗3遍。然后將溫度為47。C的苯駢三氮唑乙醇溶液加入該沉淀物中，攪拌浸泡6min，使之鈍化。之后再將鈍化后的沉淀物用蒸餾水清洗6遍、無水乙醇清洗3遍并過濾，每次加入液體體積恰好沒過粉末。將上述清洗后的沉淀物在空氣中陰干，并置于溫度為305"C還原爐內(nèi)，通入流量為2.2L/min的氫氣，還原2.5h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。實施例3需制取500g鎢銅復(fù)合粉體，按質(zhì)量百分比，各組分含量為鎢90%，銅10%。取450克粒徑為4|am的鎢粉，取濃度為39%的甲醛溶液加入鉤粉中，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.75ml/g，濕潤鎢粉。根據(jù)比例及修正系數(shù)計算，取五水硫酸銅273.5g，加入13.7L蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液。該硫酸銅溶液中分別緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉374.0g，控制乙二胺四乙酸二鈉在溶液中的濃度為27.3g/L，酒石酸甲鈉186.3g，控制酒石酸甲鈉在溶液中的濃度為13.6g/L，同時進行攪拌，混合均勻，形成混合液。將該混合液加入濕潤的鎢粉，形成混濁液。該混濁液中通入壓縮空氣，控制空氣流量為0.8L/min。利用電動攪拌器，對此混濁液進行強烈攪拌，使鎢粉懸浮，形成懸濁液，同時對該懸濁液進行加熱，并向懸濁液內(nèi)滴加10%的NaOH溶液,控制反應(yīng)過程中該懸濁液的pH值為12。懸濁液溫度至6(TC，鍍銅反應(yīng)快速進行，鍍液藍色消失，鎢粉變?yōu)樽霞t色，鍍銅反應(yīng)完成，此時停止加熱、攪拌和通入壓縮空氣。將完成化學(xué)反應(yīng)的懸濁液，靜置18分鐘，去除上層清液，按1:1的體積比，將濃度為37%的鹽酸溶液加入留下的沉淀物中，中和多余的堿液，再靜置、沉淀并倒掉多余溶液，將蒸餾水加入沉淀物，對該沉淀物進行清洗，加水量恰好沒過復(fù)合粉末，然后過濾，反復(fù)清洗3遍。然后將溫度為48。C的苯駢三氮唑乙醇溶液加入該沉淀物中，攪拌浸泡7min，使之鈍化。之后再將鈍化后的沉淀物用蒸餾水清洗6遍、無水乙醇清洗3遍并過濾，每次加入液體體積恰好沒過粉末。將上述清洗后的沉淀物在空氣中陰干，并置于溫度為31(TC還原爐內(nèi)，通入流量為2.3L/min的氫氣，還原3h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。實施例4需制取1000g鎢銅復(fù)合粉體，按質(zhì)量百分比，各組分含量分別為鎢70%，銅30%。取700克粒徑為15pm的鎢粉，取濃度為40%的甲醛溶液加入鎢粉中，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.78ml/g，濕潤鎢粉。根據(jù)比例及修正系數(shù)計算，取五水硫酸銅1641.0g，加入82.0L蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液。該硫酸銅溶液中分別緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉2238.6g，控制濃度為27.3g/L，酒石酸甲鈉1115.2g，控制濃度為13.6g/L，同時進行攪拌，混合均勻，形成混合液。將該混合液加入濕潤的鎢粉，形成混濁液。該混濁液中通入壓縮空氣，控制空氣流量為0.9L/min。利用電動攪拌器，對此混濁液進行強烈攪拌，使鎢粉懸浮，形成懸濁液，同時對該懸濁液進行加熱，并向懸濁液內(nèi)滴加10y。的NaOH溶液，控制反應(yīng)過程中該懸濁液的pH值為12.5。懸濁液溫度至6(TC，鍍銅反應(yīng)快速進行，鍍液藍色消失，鎢粉變?yōu)樽霞t色，鍍銅反應(yīng)完成，此時停止加熱、攪拌和通入壓縮空氣。將完成化學(xué)反應(yīng)的懸濁液，靜置19分鐘，去除上層清液，按1:1的體積比，將濃度為38%的鹽酸溶液加入留下的沉淀物中，中和多余的堿液，再靜置、沉淀并倒掉多余溶液，將蒸餾水加入沉淀物，對該沉淀物進行清洗，加水量恰好沒過復(fù)合粉末，然后過濾，反復(fù)清洗3遍。然后將溫度為49。C的苯駢三氮唑乙醇溶液加入該沉淀物中，攪拌浸泡8min，使之鈍化。之后再將鈍化后的沉淀物用蒸餾水清洗6遍、無水乙醇清洗3遍并過濾，每次加入液體體積恰好沒過粉末。將上述清洗后的沉淀物在空氣中陰干，并置于溫度為315'C還原爐內(nèi)，通入流量為2.4L/min的氫氣，還原3.5h，即制得銅包覆鴇復(fù)合粉體。實施例5需制取1000g鎢銅復(fù)合粉體，按質(zhì)量百分比，各組分含量分別為鉤50%，銅50%。取500克粒徑為20pm的鎢粉，取濃度為40%的甲醛溶液加入鎢粉中，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.8ml/g，濕潤鎢粉。根據(jù)比例及修正系數(shù)計算，取無水硫酸銅2735.0g，加入137.0L蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液。該硫酸銅溶液中分別緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉3740.0g，控制濃度為27.3g/L，酒石酸甲鈉1863.0g，控制濃度為13.6g/L，同時進行攪拌，混合均勻，形成混合液。將該混合液加入濕潤的鎢粉，形成混濁液。該混濁液中通入壓縮空氣，控制空氣流量為1.0L/min。利用電動攪拌器，對此混濁液進行強烈攪拌，使鎢粉懸浮，形成懸濁液，同時對該懸濁液進行加熱，并向懸濁液內(nèi)滴加10%的NaOH溶液,控制反應(yīng)過程中該懸濁液的pH值為13。懸濁液溫度至6(TC，鍍銅反應(yīng)快速進行，鍍液藍色消失，鎢粉變?yōu)樽霞t色，鍍銅反應(yīng)完成，此時停止加熱、攪拌和通入壓縮空氣。將完成化學(xué)反應(yīng)的懸濁液，靜置20分鐘，去除上層清液，按l:1的體積比，將濃度為38%的鹽酸溶液加入留下的沉淀物中，中和多余的堿液，再靜置、沉淀并倒掉多余溶液，將蒸餾水加入沉淀物，對該沉淀物進行清洗，加水量恰好沒過復(fù)合粉末，然后過濾，反復(fù)清洗3遍。然后將溫度為55。C的苯駢三氮唑乙醇溶液加入該沉淀物中，攪拌浸泡8min，使之鈍化。之后再將鈍化后的沉淀物用蒸餾水清洗6遍、無水乙醇清洗三遍并過濾，每次加入液體體積恰好沒過粉末。將上述清洗后的沉淀物在空氣中陰干，并置于溫度為32(TC還原爐內(nèi)，通入流量為2.5L/min的氫氣，還原4h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。下表是采用本發(fā)明方法制備的銅包覆鎢復(fù)合粉體與現(xiàn)有技術(shù)制備的銅鎢復(fù)合粉體為原料，分別制備的合金的物理性能比較(成分；Cu20W80)。表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>上表顯示，采用本發(fā)明方法制得的銅包覆鎢復(fù)合粉體制備的合金的導(dǎo)熱性、硬度等物理性能明顯優(yōu)于以現(xiàn)有技術(shù)制得的銅鎢復(fù)合粉體為原料制備的合金o權(quán)利要求1.一種銅包覆鎢復(fù)合粉體的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行步驟1根據(jù)所需制備的銅包覆鎢復(fù)合粉體中鎢的重量，取粒徑為1μm～1mm的鎢粉，取濃度為37％～40％的甲醛溶液加入該鎢粉中，得到濕潤鎢粉，控制甲醛溶液與鎢粉的體積質(zhì)量比為0.7ml/g～0.8ml/g；步驟2根據(jù)所需制備的銅包覆鎢復(fù)合粉體中銅的重量，取銅重量5.47倍重量的五水硫酸銅；步驟3在步驟2取到的五水硫酸銅中加入蒸餾水，配成濃度為12.8g/L的硫酸銅溶液，然后，在該硫酸銅溶液中緩慢加入乙二胺四乙酸二鈉，控制乙二胺四乙酸二鈉在溶液中的濃度為27.3g/L，再加入酒石酸甲鈉，控制酒石酸甲鈉在溶液中的濃度為13.6g/L，加入該兩種溶液的同時進行攪拌，均勻混合，得到混合溶液；步驟4將步驟1得到的濕潤鎢粉與步驟3得到的混合溶液混合，得到混濁液；步驟5在步驟4得到的混濁液中通入流量為0.6L/min～1.0L/min壓縮空氣，并強烈攪拌，同時，向該混濁液內(nèi)滴加濃度為10％的NaOH溶液，控制混濁液的PH值為11～13，并對此混濁液加熱，至混濁液的藍色消失，鎢粉變成紫紅色，此時，停止加熱和攪拌；步驟6將上步處理后的混濁液靜置15分鐘～20分鐘，將上層清液和沉淀的粉末分離，在該粉末中加入36％～38％鹽酸，鹽酸與粉末的體積比為1∶1，然后靜置，再將鹽酸和粉末混合體中分離出清液與沉淀的粉末，用蒸餾水清洗上述鹽酸處理過的粉末并過濾；步驟7步驟6清洗后的粉末中加入溫度為45℃～55℃的苯駢三氮唑乙醇溶液，攪拌浸泡5min～8min，鈍化粉末，再將該粉末分別用蒸餾水和無水乙醇清洗、過濾；步驟8將步驟7處理后的粉末，置于空氣中陰干，然后放入溫度為300℃～320℃，氫氣流量為2.0L/min～2.5L/min的氫氣還原爐內(nèi)，還原2h～4h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。全文摘要本發(fā)明公開了一種銅包覆鎢復(fù)合粉體的制備方法，按所需質(zhì)量取鎢粉和五水硫酸銅；用37％～40％的甲醛溶液濕潤鎢粉；將蒸餾水和五水硫酸銅配成濃度為12.8g/L的溶液，再加入乙二胺四乙酸二鈉和酒石酸甲鈉，濃度分別為27.3g/L和13.6g/L，得到混合溶液，將濕潤鎢粉加入該混合溶液，通入流量為0.6L/min～1.0L/min的壓縮空氣，攪拌、控制該溶液的pH值11～13、加熱至鎢粉變成紫紅色；靜置15～20分鐘，分離清液和沉淀的粉末，粉末用鹽酸和45℃～55℃的苯駢三氮唑乙醇溶液處理，在300℃～320℃、氫氣流量為2.0～2.5L/min的還原爐內(nèi)，還原2h～4h，即制得銅包覆鎢復(fù)合粉體。本發(fā)明方法可制備具有高密度、高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和低膨脹系數(shù)的復(fù)合材料。文檔編號B22F1/02GK101288905SQ20081001836公開日2008年10月22日申請日期2008年6月3日優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日發(fā)明者柴慧萍,段希萌,石乃良,陳文革申請人:西安理工大學(xué)