超细铜粉的空气氧化特性研究文献综述

 2021-09-27 08:09

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文献综述

1.1论文研究的目的意义

铜的导电率高，其体积电阻率为1.710-6Ωcm，与Ag非常接近，价格相对便宜，材料易得，资源十分丰富，具有很好的经济性，因此使用铜作为导体浆料功能相材料是目前贱金属浆料替代贵金属浆料研究的主要方向。但是铜的抗氧化性较差，尤其是铜浆在烧结过程极易氧化，其氧化物电导率低，因此其应用受到限制。超细铜粉暴露于空气中表面极易氧化，颜色变黑。对超细铜粉的表面氧化机理和氧化动力学研究意义重大，对于超细铜粉的应用有指导作用。

目前，较多研究关注在大体积的铜片、铜线或铜块的氧化行为。研究发现大尺寸的铜空气中氧化动力学曲线呈现抛物线变化特征。但是，对于不同粒径的超细铜粉在空气中的氧化特征研究较少。

本文主要探索不同粒径超细铜粉在空气中氧化产物的形貌和成分变化，分析不同温度区间氧化氧化产物形貌和成分，并由此划分出几个温度区间。主要为低温潮湿(25-100℃，湿度100%)，中低温(200-300℃)，中温(350-550℃)和高温(600℃以上)。

1.2超细铜粉及其氧化的研究现状

1.2.1铜的简介

铜的元素符号为Cu，化学元素周期表第四周期ⅠB族元素，原子序数29，原子量63.54，电子构型8-18-1(3d104s1)；比重8.92g/cm3，熔点1083℃，沸点2360℃。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫铜色。铜之所以有广泛的应用是因为它具有许多优异的物理和化学性能。铜的导热导电性能优异、塑性好、易加工、耐腐蚀、无磁性、美观耐用。其导热系数仅次于金和银，为银的73.2%，金的88.8%；为电的良导体，0℃时铜的比电阻为1.55μΩ/cm，20℃时为1.682μΩ/cm，由于金和银价格昂贵，因而铜是广泛应用的最佳导热体和导电体[1]。

1.2.2超细铜粉简介

超细铜粉，是指粒径介于10-9~10-5m的微小铜粒子，常温下为棕色或略带紫色的超细粉末。超细铜粉具有导电导热性能好、粒径小、耐腐蚀、表面光洁、流动性强等特点，在力学、电学、化学和电极材料的制造等领域有许多特异性能和极大的潜在应用价值，2002年世界铜粉的交货量总计为59000～64000t，其中大约55%用来制成青铜轴承，13%和铁混合用作粉末冶金的工业零件，12%用作浸渗粉，10%加入黄铜，10%用作它用。在市场需求方面，2005年仅我国铜粉的消费总量就达到了11000t以上，并以10%的速度连年递增。我国铜粉的消费结构主要在金刚石工具、粉末冶金零件和电碳行业三大领域。占整个铜粉消费量的95%，另外5%用于其他行业，主要是高催化活性和选择性催化剂、纳米铜润滑油、医药、黏结剂、导电涂料等领域，因此，超细铜粉的市场需求潜力巨大。

1.2.3铜的应用[2]

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