一种纳米银铜合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米银铜合金材料及其制备方法，该纳米银铜合金材料由粒径为15nm～50nm的纳米银铜合金颗粒混合构成，该合金材料的外表面的铜金属原子形成为氧化铜；该制备方法通过超音速的惰性气体气流来冷却气态合金后，在常温下冷却时，只有裸露在外表面的铜金属原子会被氧化，银金属原子未被氧化，因此，该合金材料的导电性能更好，而该纳米合金颗粒的粒径小，那么表面裸露的金属原子数量多，杀菌能力、杀病毒能力强；该制备方法通过惰性气体气流携带合金颗粒进入过滤层进行气固分离并且收集，使得惰性气体气流经过过滤孔穿过过滤层，合金颗粒被过滤层截留，有效地减少了纳米合金颗粒随着惰性气体排出，避免浪费了资源，节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米银铜合金材料及其制备方法
本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种纳米银铜合金材料及其制备方法。
技术介绍
银作为一种安全可靠的杀菌材料，已得到公认。纳米银的杀菌效果，更是其它无机材料难以替代。但是，在纳米银的生产方法上，以及各个行业的推广应用上，存在着不同程度的技术障碍。申请号为CN201710834160.X的专利公开了本专利技术提供了一种银合金复合纳米材料的制备方法，其包括以下步骤：将银与铜、锌、镁、铝、钛金属中的至少一种组合制备得到复合金属线棒；将复合金属线棒作为直流电源的阳极导体，与阴极形成的电弧，使阳极导体的金属线棒尖端气化蒸发，产生烟雾状的金属原子团，银金属原子与铜、锌、镁、铝、钛金属原子中的至少一种充分混合，形成气态合金；伴随金属气化的同时，用0.5～1.5倍音速的空气气流将气态合金进行快速冷却；收集冷却后的粉体，得到银合金复合纳米材料；但仍然存在以下不足之处：(1)该银合金复合纳米材料的制备方法使用超音速的冷却空气进行冷却气体金属，得到的复合纳米材料，是银金属和其它金属氧化物(本质上属于半导体)复合而成，其它金属均属于完全的氧化状态，导电性能还不够优异，杀菌性能还有待提升；(2)该银合金复合纳米材料的制备方法中的气体和纳米颗粒的分离效果还需进一步优化，因为纳米颗粒会随着气体排出，造成了资源浪费，成本大。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种纳米银铜合金材料及其制备方法：(1)通过超音速的惰性气体气流来冷却气态合金后，获得的是纳米银金属和纳米铜金属的合金材料，在常温下冷却时，只有裸露在外表面的铜金属原子会被氧化，而内部的铜金属原子没有被氧化，银金属原子由于在常温下是不容易被氧化的，只有在高温下才容易氧化，因此银金属原子未被氧化，解决了现有的银合金复合纳米材料是银金属和其它金属氧化物复合而成，其它金属均属于完全的氧化状态，导电性能不够好，杀菌性能还有待提升的问题；(2)通过惰性气体气流携带合金颗粒进入过滤层进行气固分离并且收集，得到该纳米银铜合金材料，该过滤层为由超细纤维制成的超细纤维膜，使得惰性气体气流携带合金颗粒进入过滤层时，惰性气体气流经过过滤孔穿过过滤层，而合金颗粒被过滤层截留，解决了现有的银合金复合纳米材料的制备方法中的气体和纳米颗粒的分离效果不太好，纳米颗粒会随着气体排出，造成了资源浪费，成本大的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种纳米银铜合金材料，所述合金材料由以下重量百分比组分组成：银40～80％；其余为铜；所述的合金材料由粒径为15nm～50nm的纳米银铜合金颗粒混合构成，所述合金材料的外表面的铜金属原子形成为氧化铜。作为本专利技术进一步的方案：所述的纳米银铜合金颗粒的粒径为15nm～30nm。作为本专利技术进一步的方案：所述的纳米银铜合金材料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将银与铜组合制备得到复合金属线棒；步骤S2，将复合金属线棒作为直流电源的阳极导体，与阴极形成的电弧，使阳极导体的金属线棒尖端气化蒸发，产生烟雾状的金属原子团，银金属原子与铜金属原子充分混合，形成气态合金；其中，所述阳极导体与阴极形成的电弧的温度为5000℃以上；步骤S3，伴随金属气化的同时，用1～1.4倍音速的惰性气体气流将气态合金进行冷却；步骤S4，收集在常温下冷却后的粉体，得到纳米银铜合金材料。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S3还包括：将冷却后的合金以及惰性气体气流与空气混合，通过管道进入粉体收集装置后进行气固分离。作为本专利技术进一步的方案：所述惰性气体气流为氦气气流。一种纳米银铜合金材料由以下步骤制备得到：步骤一：制备金属线棒：将银金属丝与铜金属丝编织成直径为6mm～8mm的混合金属线，经过冷轧压延成直径为5mm的复合金属线棒；步骤二：气化：将复合金属线棒作为阳极导体，在直流电压36伏，电流1050安的条件下，与阴极形成电弧，使阳极导体的金属线棒尖端气化蒸发，产生烟雾状的金属原子团，银金属原子与铜原子中充分混合，形成气态合金；步骤三：冷凝：伴随金属气化的同时，用1～1.4倍音速的惰性气体气流将气态合金脱离高温区域，进行快速冷却，使金属从气态回到固态时，形成15nm～50nm的合金颗粒；步骤四：收集：惰性气体气流携带合金颗粒进入过滤层进行气固分离并且收集，得到该纳米银铜合金材料。作为本专利技术进一步的方案：所述过滤层中的过滤材料为聚四氟乙烯与丙烯的共聚物，或者为氟乙烯与丙烯的共聚物。作为本专利技术进一步的方案：所述合金颗粒的气固分离是通过过滤层的静电吸附形成软团聚效应实现的，所述过滤层获得静电吸附能力的方法为用电极对所述过滤层进行充电获得。作为本专利技术进一步的方案：所述银金属丝、铜金属丝的纯度均为99.9％，所述银金属丝、铜金属丝的的直径均为0.4mm～0.8mm。作为本专利技术进一步的方案：所述电弧的温度为5000℃以上，电弧的长度为30mm。作为本专利技术进一步的方案：一种纳米银铜合金材料的制备方法，所述过滤层的制备方法包括以下步骤：步骤T1、将聚合物溶解于混合溶剂中得到聚合物纺丝液，将聚合物纺丝液注入静电纺丝设备的同轴喷丝头的外管，将气体送入同轴喷丝头的内管，进行同轴静电纺丝，得到超细纤维；步骤T2、将超细纤维直接沉积在接收电极板上，形成超细纤维过滤膜，得到该过滤层，其中，超细纤维的直径为0.1μm～9μm，所述超细纤维膜的厚度为0.5mm～5mm，过滤孔的直径为0.1μm～7μm。作为本专利技术进一步的方案：一种纳米银铜合金材料的制备方法，包所述混合溶剂为氯仿、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、异丙醇、甲酸、乙酸、甲醇、乙醇、丁醇、二硫化碳和水中的两种，且由低沸点溶剂和高沸点溶剂两种组成，其中，所述低沸点溶剂的沸点低于60℃，所述高沸点溶剂的沸点高于所述低沸点溶剂，所述低沸点溶剂与所述高沸点溶剂的体积比为1～8:1；所述聚合物为聚羟基乙酸、聚乳酸、聚己内酯、聚甲醛、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、脂肪族聚酯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮或羟丙基纤维素。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的一种纳米银铜合金材料的制备方法，通过超音速的惰性气体气流来冷却气态合金后，获得的是纳米银金属和纳米铜金属的合金材料，在常温下冷却时，只有裸露在外表面的铜金属原子会被氧化，而内部的铜金属原子没有被氧化，银金属原子由于在常温下是不容易被氧化的，只有在高温下才容易氧化，因此银金属原子未被氧化，因此，该合金材料的导电性能、杀菌性能更好，该材料的导电性能越优良，就会对微生物的生物电场干扰能力越强，从而杀死微生物的能力越强，从而能够杀死超级细菌和病毒，并且，在自然常温下氧化，有效地阻止了银金属的原子团聚，纳米合金颗粒只有15nm～50nm大小，粒径非常小，而该纳米合金颗粒的粒径越小，那么表面裸露的金属原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米银铜合金材料，其特征在于，所述合金材料由以下重量百分比组分组成：/n银40～80％；/n其余为铜；/n所述的合金材料由粒径为15nm～50nm的纳米银铜合金颗粒混合构成，所述合金材料的外表面的铜金属原子形成为氧化铜。/n

【技术特征摘要】
20200302 CN 20201013727741.一种纳米银铜合金材料，其特征在于，所述合金材料由以下重量百分比组分组成：
银40～80％；
其余为铜；
所述的合金材料由粒径为15nm～50nm的纳米银铜合金颗粒混合构成，所述合金材料的外表面的铜金属原子形成为氧化铜。


2.根据权利要求1所述的纳米银铜合金材料，其特征在于，所述的纳米银铜合金颗粒的粒径为15nm～30nm。


3.一种如权利要求1或2所述的纳米银铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将银与铜组合制备得到复合金属线棒；
步骤S2，将复合金属线棒作为直流电源的阳极导体，与阴极形成的电弧，使阳极导体的金属线棒尖端气化蒸发，产生烟雾状的金属原子团，银金属原子与铜金属原子充分混合，形成气态合金；其中，所述阳极导体与阴极形成的电弧的温度为5000℃以上；
步骤S3，伴随金属气化的同时，用1～1.4倍音速的惰性气体气流将气态合金进行冷却；
步骤S4，收集在常温下冷却后的粉体，得到纳米银铜合金材料。


4.根据权利要求3所述的纳米银铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：将冷却后的合金以及惰性气体气流与空气混合，通过管道进入粉体收集装置后进行气固分离。


5.根据权利要求3所述的纳米银铜合金材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体气流为氦气气流。


6.一种纳米银铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：制备金属线棒：将银金属丝与铜金属丝编织成直径为6mm～8mm的混合金属线，经过冷轧压延成直径为5mm的复合金属线棒；
步骤二：气化：将复合金属线棒作为阳极导体，在直流电压36伏，电流1050安的条件下，与阴极形成电弧，使阳极导体的金属线棒尖端气化蒸发，产生烟雾状的金属原子团，银金属原子与铜原子中充分混合，形成气态合金；
步骤三：冷凝：伴随金属气化的同时，用1～1.4倍音速的惰性气体气流将气态合金脱离高温区域，进行快速冷却，使金属从气态回到固态时，形成15nm～50nm的合金颗粒；

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文，吴银隆，陈鑫宏，杨柳，
申请(专利权)人：深圳市捷安纳米复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44