于75度热水中并持续搅拌。在搅拌过程中逐渐滴加过量的氢氧化钾溶液，反应生成氧化银、氢氧化铜和氢氧化镍沉淀粉末。将沉淀过滤，并用大量去离子水清洗去除其他离子和杂质后干燥。将干燥好的氧化银、氢氧化铜和氢氧化镍混合粉末研磨成细粉，并和400nm的石墨粉混合均匀。
[0061]将上述混合后的氧化银、氢氧化铜、氢氧化镍和石墨粉的混合粉末装入氧化铝坩祸中，坩祸放进退火炉加热区，抽真空到6X10_3Pa,通入0.0lMpa的氢气和0.03Mpa的氩气，加热到600°C进行还原，保温60分钟后，得到铜/镍/银均匀的复合粉末前驱物。之后，抽真空到5.4Pa，再通入0.02Mpa的氩气，将退火炉加热区加热到1050°C (高于银的熔点)，保温10分钟后，将坩祸拉出加热区冷却。
[0062]用酒精浸泡混合粉末，通过超声下清洗，得到富银合金包富铜镍合金核壳结构的微米球形粉末。其颜色偏银白色，图11为得到的复合金属球的外观扫描电子显微镜照片，断面结构类似图2和图4。根据本发明核壳结构复合金属球形粉末的制造方法，确认能够得到富银合金包富铜镲合金的核壳结构复合金属微米球。
【主权项】
1.核壳结构微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)准备复合金属粉末前驱物； (2)准备的复合金属粉末前驱物与碳材料粉末或与陶瓷材料粉末的均匀混合粉末； (3)高温热处理使复合金属前驱物中一种以上的金属熔融，凝固后形成核壳结构复合金属球；高温热处理温度至少达到所述复合金属前驱物中一种金属的熔融温度，尤其是温度在该金属熔点以上40°C到100°C的范围内； (4)除掉碳材料粉末或陶瓷材料粉末获得核壳结构微米和纳米复合金属球形粉末；所述复合金属粉末前驱物尺寸小于1mm,优选尺寸范围在50 nm?I mm。
2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于: 具有核壳结构球形粉末的复合金属包括:1)液态时某一温度区间存在两种或两种以上不相溶液相的金属，包括:铁或铁基合金)/铜或铜基合金、铁或铁基合金/银或银基合金、钴或钴基合金/银或银基合金、镍或镍基合金/银或银基合金、钨或钨基合金/铜或铜基合金、钨或钨基合金/银或银基合金、碳化钨/铜或铜基合金、碳化钨/银或银基合金、铁或铁基合金/铋或铋基合金、钴或钴基合金/铋或铋基合金；2)两种或两种以上液态相溶，固态不固溶或低固溶，即在某一温度区间，存在液、固相共存的金属，包括:银或银基合金/铜或铜基合金、铝或铝基合金/硅或硅基合金、锡或锡基合金/铋或铋基合金、铜或铜基合金/秘或秘基合金、钴或钴基合金/铜或铜基合金、金或金基合金/铜或铜基合金。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于:准备所述复合金属粉末前驱物原料包括:1)将两种或两种以上的金属粉末通过混合获得均匀的复合粉末；2)通过熔炼获得复合金属，破碎成复合金属粉末，3)快淬成条带后破碎成复合金属粉末；4)通过机械合金化获得的复合合金粉末；5)通过混合不同的金属氧化物或金属盐得到均匀的复合氧化物或金属盐，还原后获得均匀的复合金属粉末；6)通过电化学反应或其他方法包覆的复合金属粉末；7)通过其他方法获得的复合金属粉末。
4.根据权利要求1中所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于: 碳材料粉末为石墨、石墨烯、金刚石、碳粉或煤粉以及它们二种或二种以上的混合物；陶瓷材料粉末为碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、氧化物陶瓷或氮化物陶瓷以及它们二种或二种以上的混合物。
5.根据权利要求1至5中任一项所述的具有核壳结构的微米和纳米金属球形粉末的制造方法，其特征在于: 准备复合金属粉末前驱物与碳材料粉末或与陶瓷材料粉末的均匀混合粉末的方法为下述之一，i)采取机械方法均匀混合；ii)在液体中搅拌均匀混合；iii)通过分散剂辅助分散后，与碳材料粉末或陶瓷材料粉末混合，混合后干燥得到用碳材料或用陶瓷材料包覆的复合金属粉末前驱物的均匀的混合粉末。
6.根据权利要求5所述的具有核壳结构的微米和纳米金属球形粉末的制造方法，其特征在于:用以上方式将两种或以上的金属氧化物或金属盐前驱物与碳材料粉末或与陶瓷材料粉末混合，在还原气氛中进行热处理，得到复合金属粉末前驱物与碳材料粉末或与陶瓷材料粉末的均匀混合粉末。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于: 将所述复合金属粉末前驱物用碳材料粉末或陶瓷材料粉末隔开；复合金属粉末前驱物与碳材料粉末或与陶瓷材料粉末的质量比应满足所称量的复合金属粉末前驱物的总表面积小于所配比的碳材料粉末或陶瓷材料粉末的总表面积；所述碳材料粉末或陶瓷材料粉末可以是任意大小的尺寸，10纳米-100微米粒径的范围更好；碳材料粉末或陶瓷材料粉末的形貌可以是片状、球状、线状、管状或其他形状。
8.根据权利要求1至7所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于: 将混合均匀的复合金属粉末前驱物/碳材料或陶瓷材料混合粉末在真空或气氛(包括氢气、氮气、氩气和氨气等)中热处理，温度:至少达到所述复合金属前驱物中一种金属的熔融温度，优选的温度为高于该种金属熔点40?100 0C ;保温时间:保证金属完全熔化，优选时间为4?10分钟，短时保温克服金属液滴与碳材料或陶瓷材料之间的相互扩散，保证金属液滴在碳材料或陶瓷材料界面的不润湿性或低润湿性；冷却方式:1)快冷，让复合金属颗粒保持液态金属球的形状，同时，克服合金材料成分宏观偏析和减少高温下碳材料或陶瓷材料向金属颗粒的扩散；2)快冷结合缓慢冷却，快冷到熔点以下温度后，再缓慢冷却，获到结晶度好的核壳结构微米和纳米复合金属球。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于:将高温热处理处理的复合金属/碳材料或陶瓷材料混合粉末中的碳材料粉末或陶瓷材料粉末分离，获得核壳结构微米和纳米复合金属球形粉末；分离方法包括:1)在液体中浸泡后，利用复合金属与碳材料或与陶瓷材料大的密度差，超声清洗，除掉碳材料粉末或陶瓷材料粉末，获得核壳结构复合金属球形粉末；2)在液体中浸泡后，采用离心、过滤或外加磁场的方法获得核壳结构复合金属球形粉末；3)利用核壳结构复合金属颗粒与碳材料或与陶瓷材料的形状、大小不同，使用合适的筛子将二者分离。
10.根据权利要求1、8或9中任一项所述的具有核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，其特征在于: 所制备的核壳结构的微米和纳米复合金属球形粉末颗粒包括内核和外壳；I)对于高温热处理时为不相溶的液相的复合金属:内核是热处理温度时液态表面能最大的金属，夕卜壳是热处理温度时液态表面能最小的金属；2)对于高温热处理时为液、固相共存的复合金属:内核是热处理温度时为固相的金属，外壳是热处理温度时液相中表面能最小的金属。
【专利摘要】核壳结构微米和纳米复合金属球形粉末的制造方法，(1)准备复合金属粉末前驱物；(2)准备的复合金属粉末前驱物与碳材料粉末或与陶瓷材料粉末的均匀混合粉末；(3)高温热处理使复合金属前驱物中一种以上的金属熔融，凝固后形成核壳结构复合金属球；高温热处理温度至少达到所述复合金属前驱物中一种金属的熔融温度，尤其是温度在该金属熔点以上40℃到100℃的范围内；(4)除掉碳材料粉末或陶瓷材料粉末获得核壳结构微米和纳米复合金属球形粉末；所述复合金属粉末前驱物尺寸小于10mm,优选尺寸范围在50nm～1mm。核壳结构复合金属球的球形度高，满足在粉末冶金、导电浆料广泛应用。
【IPC分类】B82Y30-00, B22F1-02, B82Y40-00
【公开号】CN104625046
【申请号】CN201510064436
【发明人】唐少龙, 黄海富, 雷成龙, 程振之, 都有为
【申请人】南京大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月6日