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高能球磨法制备铜金粉

作　者: 裴志明
导　师: 蔡晓兰
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 铜金粉高能球磨干法工艺复合助剂
分类号: TB383.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 38次
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内容摘要

本论文研究了使用卧式高能搅拌磨,采用干法工艺制备铜金粉的技术。阐述了铜金粉的国内外发展趋势和发展状况,铜金粉的现有制备工艺,以及金属粉体加工成型设备和技术等。本论文以粉体的粒径检测值、松装密度值、水面遮盖率值作为粉体宏观表现的评价标准；微观上采用扫描电镜观察粉体颗粒的微观形貌、表面能谱及光电子能谱分析粉体表面的元素和状态变化情况；同时还使用了XRD检测分析了高能球磨处理对合金物相的影响分析。主要研究了卧式高能磨干法制备铜金粉、单种助剂和复合助剂及检测铜金粉涂料的抗氧化能力。通过对高能球磨法制备铜金粉过程中的磨球材质、大小的选择、主要助剂硬脂酸加入量、球料比、球磨气氛、球磨转速以及球磨时间的研究,确定了最佳球磨参数。在高能球磨过程中合金粉体物相无明显变化,且球磨后粉体表面的金属氧化物百分含量下降,偏析程度下降使得表面成分更趋向合金的整体成分。助剂能够在粉体的表面生成一层膜,对粉体起到保护的作用。在单种助剂的实验中,采用硬脂酸、硬脂酸铝、棕榈酸、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠制备出的粉体水面遮盖率较小,表现都不佳。而采用复合助剂有利于改善单种助剂使用时的缺点,使粉体的水面遮盖率明显增加,有利于改善球磨效果和产品的粉体性能。同时采用正交试验法研究了复合助剂的最佳加入量。最佳球磨工艺是：磨球采用Φ5mm的轴承钢钢球,球料比为10：1,球磨气氛氮气,球磨转速为1000/800rpm,球磨时间120min,硬脂酸加入量1.2%,棕榈酸加入量0.3%,十二烷基苯磺酸钠0.1%。从而制得了粒径Dso为9.95μm、松装密度0.924g/cm3、水面遮盖率4936.31cm2/g。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
插图和附表清单  10-12
第一章绪论  12-36
  1.1 金属颜料的特点及其应用  12-13
  1.2 金属粉末制备技术  13
  1.3 铜锌合金粉(铜金粉)发展过程及应用  13-19
    1.3.1 铜金粉的发展过程  13-14
    1.3.2 铜金粉的特性  14-16
    1.3.3 现有的铜金粉制造工艺  16-19
  1.4 金属粉体加工成型设备和技术  19-31
    1.4.1 球磨机  19-20
    1.4.2 高能球磨技术  20-22
    1.4.3 影响高能球磨过程的因素和强化方法  22-25
    1.4.4 高能搅拌式球磨的粉碎机理  25
    1.4.5 高能球磨理论研究的进展  25-26
    1.4.6 铜金粉颜料表面包覆的机理  26-27
    1.4.7 铜金粉表面包覆和改性的方法  27-29
    1.4.8 铜金粉制备中常用的表面改性剂  29-31
  1.5 铜金粉颜料的应用和分类  31-34
    1.5.1 铜金粉颜料的应用  31-32
    1.5.2 国内外铜金粉颜料的发展状况  32-34
  1.6 课题的目的、意义和研究内容  34-36
    1.6.1 本课题的意义及目的  34-35
    1.6.2 研究内容  35-36
第二章实验及检测方法  36-42
  2.1 实验器材  36-37
    2.1.1 实验设备及仪器  36
    2.1.2 试验原料和试剂  36-37
  2.2 产品的性能表征  37-42
    2.2.1 铜金粉粒径的检测  37
    2.2.2 铜金粉的松装密度检测  37-38
    2.2.3 铜金粉水面遮盖率的检测  38-39
    2.2.4 铜金粉颗粒形貌及片径片厚的检测  39-40
    2.2.5 铜金粉活性的检测  40
    2.2.6 XPS分析  40-42
第三章铜金粉的球磨制备工艺研究  42-54
  3.1 磨球大小的选择  42-43
  3.2 主要助剂加入量  43-45
  3.3 球料比  45-48
  3.4 球磨气氛  48-49
  3.5 球磨转速  49-52
  3.6 本章小结  52-54
第四章高能球磨法制备铜金粉中研磨助剂的研究  54-66
  4.1 单一助剂的研究  54-58
    4.1.1 单种助剂研磨实验条件  54-55
    4.1.2 单种助剂研磨实验结果与分析  55-58
  4.2 确定复合助剂添加量的研究  58-66
    4.2.1 实验条件  58-59
    4.2.2 正交实验方案设计  59
    4.2.3 正交实验结果与分析  59-65
    4.2.4 综合上述分析可有以下结论  65-66
第五章高能球磨对粉体的影响及抗氧化性检测  66-76
  5.1 高能球磨对粉末晶体结构的影响  66-69
  5.2 铜合金粉末表面成分的变化  69-75
    5.2.1 粉末表面元素含量的变化  69-71
    5.2.2 粉末颗粒表面金属成分的氧化程度变化  71-74
    5.2.3 铜金粉涂料的抗氧化性检测  74-75
  5.3 本章小结  75-76
第六章结论与展望  76-78
  6.1 实验结论  76
  6.2 存在的问题和展望  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-84
附录A  84

高能球磨法制备铜金粉

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