[发明专利]一种超细铜铝合金粉的制备方法

说明书

技术领域

本申请是涉及制造铜铝基冶金部件的原材料的制备方法领域，涉及使用喷雾干燥及焙烧还原方法生产超细铜铝复合粉末的制备。

背景技术

铜铝合金粉是制造铜铝基冶金部件的原材料，在航空航天应用、机械制造、3D打印机技术、汽车制造、电器设备等方面有十分广泛的市场应用。超细铜铝合金粉最重要的用途在于作为导电复合材料的导电填料，其粒度分布的宽窄直接决定了其导电性能和稳定性。通常认为，铜铝合金粉末粒度分布越窄，其比表面积越大，粒子之间的接触更好，其导电性更好，电阻更小。将铝粉作为导电填料，在交流电的应用中显示出了良好的低电阻、耐氧化及经济性的优势，然而在直流电压作用下，铝容易发生迁移造成短路。铜粉作为导电填料与铝粉相比有很好的抗迁移性，其导电性能更加优异，铜粉的缺点是与铝相比更容易被氧化。铜铝合金粉可以有效集合了铜的抗迁移性、铝的经济性，以及提高了铜的抗氧化性特点，与单一的铜粉、铝粉相比是更加优良的导电填料。

现有的金属粉末制备的常规方法是将两种金属粉末混合在一起，使用机械球磨的方法研磨，这种方法很难将两种粉末混合均匀，且能耗巨大。铜包覆铝粉也是常用的方法，即用电镀的方法将铜包覆铝粉，该方法制备的粉末粒度较大，且不能发挥两种金属的优势。第三种方法是熔融鋳造法，即将熔融态金属高温雾化冷却，其金属粉末粒度约为100µm以上，该方法制备的粉末由于其粒度不能控制到更小，其应用受到极大限制。

发明内容

本发明目的是提供了一种新的超细铜铝合金粉的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种超细铜铝合金粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤1将混合有CuCl₂和AlCl₃的溶液高速雾化，通过形成的旋流，在180℃-230℃气氛中快速干燥，生成混合金属氯化物粉末；

步骤2：将步骤1所制备的产物收集后，加入到还原炉中，通入氢气还原焙烧，将焙烧后所得到的产物收集、过筛即得到超细铜铝合金粉。

进一步的，产物超细铜铝合金粉中金属元素质量百分含量分别控制在：铜的含量为20%-30%，铝的含量为70%-80%。

所述步骤2中还原炉温度控制在450℃-500℃，焙烧时间6h-10h。

所述超细铜铝合金粉为类单晶颗粒状，平均粒度为1µm。

本发明的有益效果是：产物为平均粒径为1µm的类单晶颗粒合金粉，该合金粉末具有良好的流动性、粒度分布均匀、高振实度，比表面积大等突出特点。

附图说明

图1为本发明所用的装置示意图；

标记含义如下：1、进料系统；2、热风系统；3、喷雾干燥段；4、料仓；5、布袋收尘器；6、引风机；

图2为本发明的工艺流程图；

图3为实施例1制备得到的超细铜铝合金粉的SEM图；

图4为实施例2制备得到的超细铜铝合金粉的SEM图；

图5为实施例3制备得到的超细铜铝合金粉的SEM图。

具体实施方式

实施例1

用去离子水配置溶液，其中溶液内CuCl₂为0.31mol/L、AlCl₃为2.96mol/L，搅拌均匀。将混合溶液经进料系统1，用恒流泵控制合适的流量将溶液注入高速喷雾装置中；雾化溶液进入喷雾干燥炉中；热风系统2控制喷雾干燥的温度为180℃；收集初步合成的混合金属氯化物粉体于料仓4中；控制引风机6的风力大小，布袋收尘器5捕获小颗粒产物。将料仓4、布袋收尘器5收集到的产物加入还原炉中，在炉温450℃温度下，通入氢气，焙烧10h。将焙烧后所得到的产物收集、过筛即得到超细铜铝合金粉。

实施例2

用去离子水配置溶液，其中溶液内CuCl₂为0.39mol/L、AlCl₃为2.78mol/L，搅拌均匀。将混合溶液经进料系统1，用恒流泵控制合适的流量将溶液注入高速喷雾装置中；雾化溶液进入喷雾干燥炉中；热风系统2控制喷雾干燥的温度为200℃；收集初步合成的混合金属氯化物粉体于料仓4中；控制引风机6的风力大小，布袋收尘器5捕获小颗粒产物。将料仓4、布袋收尘器5收集到的产物加入还原炉中，在炉温470℃温度下，通入氢气，焙烧8h。将焙烧后所得到的产物收集、过筛即得到超细铜铝合金粉。

实施例3

用去离子水配置溶液，其中溶液内CuCl₂为0.47mol/L、AlCl₃为2.59mol/L，搅拌均匀。将混合溶液经进料系统1，用恒流泵控制合适的流量将溶液注入高速喷雾装置中；雾化溶液进入喷雾干燥炉中；热风系统2控制喷雾干燥的温度为230℃；收集初步合成的混合金属氯化物粉体于料仓4中；控制引风机6的风力大小，布袋收尘器5捕获小颗粒产物。将料仓4、布袋收尘器5收集到的产物加入还原炉中，在炉温500℃温度下，通入氢气，焙烧6h。将焙烧后所得到的产物收集、过筛即得到超细铜铝合金粉。