高锌杂铜电解生产铜粉工艺研究

铜粉作为粉末冶金制造的重要原料,主要应用在金刚石工具、粉末冶金零件、碳刷及其他领域.其制备方法较多:主要有电解法、水和气雾化法、化学法、热处理法、氧化还原法等,其中以电解铜粉纯度高,颗粒呈树状,比表面积大,成形性能优异,占据国内铜粉的主导地位.本文对来源于某化肥厂的废旧高锌杂铜(又名铜触媒)进行了生产铜粉的试验,将其中的有价元素铜、锌分别以铜粉和七水硫酸锌的形式回收.     

铜粉处理对涂料导电性能的影响

金属铜粉由于它具有固有的光泽、良好的导电性和低廉的价格，作为导电涂料的填料引起了人们的关注。但铜较活泼，容易被氧化。在贮存和运用过程中，铜粉表面容易形成Cu2O和CuO不导电薄膜，这给铜粉的使用带来了障碍。在铜粉表面包覆硬膜酸是防止铜粉氧化而实施的一种方法，但硬脂酸是一种不导电的有机物，这给制备导电涂料带来了不便。针对以上两种情况，本文探讨了对表面部分氧化的铜粉和包覆有硬脂酸的铜粉的处理方法，以及它们对涂料导电性的影响。     

高锌杂铜电解生产铜粉工艺研究

铜粉作为粉末冶金制造的重要原料,主要应用在金刚石工具、粉末冶金零件、碳刷及其他领域.其制备方法较多：主要有电解法、水和气雾化法、化学法、热处理法、氧化还原法等,其中以电解铜粉纯度高,颗粒呈树状,比表面积大,成形性能优异,占据国内铜粉的主导地位.本文对来源于某化肥厂的废旧高锌杂铜（又名铜触媒）进行了生产铜粉的试验,将其中的有价元素铜、锌分别以铜粉和七水硫酸锌的形式回收.[编者按]     

铜粉表面TiO2光阴极保护涂层的制备及初步表征

利用钛酸丁酯为原料,通过80℃下强迫水解的方法在微米级铜粉表面制备了TiO2光阴极保护涂层.XPS分析表明包覆铜粉的表面存在Cu2+,Ti4+,Sn2+元素,场发射扫描电镜观察表明,100 nm左右的TiO2颗粒覆盖在铜粉表面形成纳米/微米复合结构.TG-DTA分析表明,原始铜粉在200 ℃开始氧化,而包覆铜粉在400 ℃以后才开始氧化.铜粉在酸性介质中的耐蚀性通过测定腐蚀溶液的Cu2+浓度来衡量,结果表明包覆铜粉的腐蚀失重远低于原始铜粉.在紫外和可见光照射下的浸蚀对比实验结果表明,紫外光照射能够加剧原始铜粉的腐蚀,而包覆铜粉由于表面TiO2的光阴极保护作用显示出良好的耐蚀性.     

草莓型nm-TiO2／μm-Cu复合粒子的制备及特征

以钛酸丁酯为原料,通过溶胶-回流的方法在80 ℃下制备了nm-TiO2/μm-Cu复合粒子.以铜粉在酸性介质中的耐腐蚀性为定量化指标,应用正交设计优化了制备工艺.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、XRD、XPS、TG-DTA等手段对复合粒子进行研究.FE-SEM观察表明,所制备的粒子呈现草莓型,粒径100 nm左右的TiO2颗粒覆盖在铜粉表面形成纳米/微米复合结构.XRD结果显示,利用空载试验获得的TiO2颗粒试样呈非晶态.XPS分析表明,复合粒子的表面存在Cu2 、Ti4 、Sn2 等.TG-DTA结果显示,复合粒子的氧化温度较原始铜粉提高了200 ℃,且复合粒子与原始铜粉具有不同的高温氧化过程.     

铜粉表面TiO2光阴极保护涂层的制备及初步表征

利用钛酸丁酯为原料，通过80℃下强迫水解的方法在微米级铜粉表面制备了TiO2光阴极保护涂层。XPS分析表明包覆铜粉的表面存在Cu^2＋,Ti^4＋，Sn^2＋元素，场发射扫描电镜观察表明，100nm左右的TiO2颗粒覆盖在铜粉表面形成纳米／微米复合结构。TG-DTA分析表明，原始铜粉在200℃开始氧化，而包覆铜粉在400℃以后才开始氧化。铜粉在酸性介质中的耐蚀性通过测定腐蚀溶液的Cu^2＋浓度来衡量，结果表明包覆铜粉的腐蚀失重远低于原始铜粉。在紫外和可见光照射下的浸蚀对比实验结果表明，紫外光照射能够加剧原始铜粉的腐蚀，而包覆铜粉由于表面TiO2的光阴极保护作用显示出良好的耐蚀性。     

水合肼液相还原法制备银包覆超细铜粉反应机理研究

反应体系中引入强还原剂水合肼,通过反应条件抑制置换反应,使银氨溶液优先发生液相还原反应,制备了与原铜粉粒径和形貌大致相同的铜-银双金属粉.敏化、活化处理过程中采用新的活化剂AgNO3取代传统的PdCl2,经济可行又避免引入新的杂质.采用XRD,SEM,EDX等检测方法对预处理后铜粉和包覆双金属粉的晶相组成及含量、铜-银双金属粉形貌、表面包覆层相组成及含量以及整个包覆过程的机理加以研究.研究表明:水合肼还原法经过3次包覆后,铜粉表面形成连续的银膜,克服了置换反应消耗过多的铜粉、制备的铜银双金属粉呈胶状不易洗涤、干燥后易于结块等不足.     

热压烧结纳米晶铜粉性能的研究

利用置换反应制得平均粒径47nm的纳米晶铜粉并将其进行真空热压烧结。作为对比,将市售电解铜粉在相同条件下制得烧结试样。对试样的微观结构和性能进行了研究和分析。研究发现,由纳米晶铜粉制得的烧结试样,与电解铜粉的具有相同的致密度,弯曲强度提高21％,维氏硬度提高83％,电阻率提高50％。     

聚吡咯的电化学合成及其对不锈钢的保护作用

根据聚吡咯 (Ppy) 的电化学自催化聚合特性,采用两步法在1Cr18Ni9不锈钢和 Pt 表面合成了导电高分子Ppy 膜,研究其的氧化还原特性和不锈钢/Ppy 在 3.5%NaCl 溶液中的腐蚀电化学行为.结果表明,Ppy 有两个还原过程,分别对应于阴离子脱掺杂与阳离子嵌入,其氧化掺杂电位具有上限值.Ppy 膜可使不锈钢表面形成致密的氧化膜,从而降低腐蚀速度,有效抑制不锈钢腐蚀.     

SCR连铸连轧铜杆表面铜粉形成机理及其质量控制

结合SCR铜杆连铸连轧产线生产实践,研究了 SCR连铸连轧生产过程中铜杆表面铜粉的形成机理及其影响因素,探讨了 SCR产线各工艺影响铜粉因素的控制方法.结果表明,高温铜铸坯出铸机后空冷阶段形成的氧化膜是铜粉的主要来源.通过改变结晶轮烟炱器涂炭方式以改善铸坯质量,铜杆铜粉含量降低了 0.65 mg/250 mm且铸坯组织...     

V2.46TiFe0.54-Ni烧结电极电化学性能的研究

V2.46TiFe<0.54>合金颗粒与Ni粉混合压成电极后在850～1100℃条件下进行烧结,时间5 min,研究了烧结温度对其形貌特征及电化学性能的影响.经XRD及SEM(EDS)分析表明,烧结后,V2.46TiFe<0.54>合金颗粒与Ni粉之间发生了V、Ti、Ni的扩散,形成了扩散中间层,该中间层的厚度随烧结温度的升高而增厚.在中间层的作用下,Ni粉较好地包覆在合金颗粒表面.电化学测试结果显示,随烧结温度的升高,电极的电化学催化性能及交换电流密度逐渐增大;最大放电容量先增大后减小,在900℃时达到最大值,约466 mAh/g.经烧结后,电极的循环稳定性得到了改善.     

Ag-In复合焊膏的高温抗电化学迁移行为

低温烧结纳米银焊膏具有优越的热、电和力学性能，成为宽禁带半导体器件封装互连的关键材料之一，高服役温度下，烧结银的氧化和分解会引起电化学迁移的发生，可能导致电子器件的短路失效.在纳米银焊膏中添加氧亲和力更高的铟颗粒，采用竞争氧化的思路可以抑制烧结银的电化学迁移.与烧结纳米铟焊膏(382 min)相比，烧结Ag-3In和Ag-5In(质量分数，%)焊膏的电化学迁移寿命提高至779和804 min，提高约1倍；分析了铟粉对烧结银在高温干燥环境中电化学迁移失效的抑制机理.服役过程中，铟颗粒优先于银颗粒与氧气发生反应生成In₂O₃，从而抑制了烧结银的氧化、分解和离子化过程，显著提高了烧结银的电化学迁移失效时间，与此同时，与烧结银焊膏相比，烧结Ag-1In与Ag-3In(质量分数，%)焊膏的抗剪强度分别提升了30.92%和32.37%.结果表明，纳米铟粉的引入可以显著提高烧结银的电化学迁移寿命.     

电弧法制备的Cr纳米粉与Ni共沉积行为的电化学研究

采用电弧法分别在高低两种H2分压下制备了Cr纳米粉(标记为CrⅠ:和CrⅡ).在电解液中浸泡过的两种Cr纳米粉的XPS分析结果表明,CrⅡ:纳米粉表面在电解液中形成的Cr2O3膜比CrⅠ薄.电化学分析表明,Cru纳米粉表面更易吸附Cl-,导致其更容易与Ni共电沉积,这是因为表面氧化膜较薄的CrⅡ粉,氧化膜可被表面吸附的...     

TC4钛合金微弧氧化膜形成过程中熔池的温度探测

目的制取微弧氧化复合膜,探讨TC4钛合金微弧氧化膜层的形成温度。方法采用在微弧氧化电解液中分别加入第二相颗粒(α-Al_2O_3、ZrO_2、W)的方法,制得相应的TC4钛合金微弧氧化复合膜,利用第二相颗粒是否发生溶解相变来探测膜层形成的最高温度。结果在微弧氧化复合膜中均发现了第二相颗粒,α-Al_2O_3、ZrO_2和W粉颗粒均发生了溶解,小尺寸的第二相颗粒在膜层中全部溶解,大尺寸颗粒由于动力学的原因,熔池作用的时间很短,颗粒来不及全部溶解,仅发生了表壳和棱角的溶解,导致大颗粒的尺寸变小,轮廓变得更加圆润。在中粒径为50 nm的W粉制作的复合膜层中,并未发现W粉颗粒的存在,但是W元素均存在于膜层中。这是因为W粉颗粒太小(仅50 nm),颗粒在膜层中全部溶解。在中粒径为1μm的W粉颗粒制作的复合膜中,发现了W粉颗粒,颗粒轮廓圆润,尺寸小于1μm。这是颗粒部分溶解的缘故(仅表壳和轮廓发生了溶解)。在复合膜中,不含有第二相颗粒的区域均能相应地检测到Al、Zr、W元素的存在。结论根据SEM和EDS检测结果可以得知,微弧氧化膜层形成的过程中,熔池形成的最高温度超过了W的熔点3410℃。     

外源铜粉对Q235钢摩擦性能的影响

利用定速摩擦试验机,研究了外源铜粉对Q235钢材料摩擦性能的影响.结果表明:外源铜粉使摩擦系数增加:从低速到高速的摩擦系数低于从高速到低速的摩擦系数;外源铜粉本身作为第三体参与摩擦试验,增加了微凸体之间的机械啮合程度,提高了材料的摩擦系数.随摩擦速度的增加,表面温度升高而形成了具有一定硬度的复杂氧化膜,这层氧化膜在速度较低的摩擦过程中提高了表面第三体对材料的承载能力,起到了提高材料摩擦系数的作用.     

碳化混凝土再碱化过程中钢筋在Ca（OH）2溶液中的电极过程

研究了碳化混凝土再碱化过程中钢筋在Ca(OH)2溶液中的电极表面电化学反应,采用电化学测量技术结合模拟试验考察了电极表面发生各类反应的可能性.结果表明:再碱化过程中,钢筋电极表面的电化学反应与钢筋表面的状态有密切关系,当电极表面存在锈蚀层时,再碱化过程析氢反应和氧化铁的还原同时发生,并使表面氧化层的价态逐渐降低,在电极表面形成金属铁,析氢过程产生的OH-使钢筋周围混凝土的碱性提高.     

铝合金等离子体电解质氧化陶瓷膜的相形成研究

本文研究了铝合金等离子体电解质氧化时氧化物陶瓷膜中的相形成并建立其理论模型 ,认为氧化陶瓷膜的形成包含两个过程 ,即电化学表面氧化和放电区等离子体化学氧化物合成。对两种反应产物的形成及放电方式的加热与冷却进行了热力学计算。理论计算和试验结果偏差小于 2 0 %。     

阳极氧化法制备TiO_2纳米管形成机制

采用阳极氧化法在纯Ti表面制备了TiO2纳米管。根据电流-时间(I-t)曲线,结合不同阶段Ti表面的FE-SEM照片,将TiO2纳米管的形成过程分为4个阶段,即氧化膜生成阶段、氧化膜化学溶解和生成阶段、纳米管生成阶段、纳米管稳定阶段。整个过程中发生两个基本的反应,其中TiO2的生成为电化学反应过程,而TiO2的溶解为化学反应过程。通过这两步反应,完成TiO2纳米管形成的一个基本周期。循环发生这两步反应,有序的TiO2纳米管形成。TiO2纳米管成节状,结合上升的生长反应可知,每一节的形成代表上述两个反应循环发生一个周期。     

微细铜粉在250-400℃空气中的氧化行为

用SEM、TEM观测了微细铜粉在250-400℃空气氧化过程中的形貌和结构变化,并用热重分析仪(TGA)测试了试样的氧化增重.通过对氧化产物形貌变化的分析提出了微细铜粉中温空气的氧化历程:氧原子吸附→疏松氧化膜形成→铜离子向外迁移→氧化膜增厚.在此基础上建立了微细铜粉空气氧化增重的理论表达式,用铜粉在250-400℃间的氧化增重实验结果回归拟合了理论公式的参数,拟合结果与实验结果很好吻合.     

Oxidation behavior of fine copper powder between 250-400℃

用SEM、TEM观测了微细铜粉在250-400 ℃空气氧化过程中的形貌和结构变化, 并用热重分析仪(TGA)测试了试样的氧化增重. 通过对氧化产物形貌变化的分析提出了微细铜粉中温空气的氧化历程: 氧原子吸附→疏松氧化膜形成→铜离子向外迁移→氧化膜增厚. 在此基础上建立了微细铜粉空气氧化增重的理论表达式, 用铜粉在250-400 ℃间的氧化增重实验结果回归拟合了理论公式的参数, 拟合结果与实验结果很好吻合.