地区：上海市 宝山区
关键词：中国有色桂林矿产地质研究院有限公司;南京工业大学科技开发中心
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000005806
成果描述：
| 项目来源与背景：项目来源：该项目“高纯度、高产率纳米金属粉体连续制备技术研究”由广西科技成果转化与推广计划项目资助，总投资240万元，广西区科技厅下达项目经费20万元，项目承担单位自筹220万元。项目背景：在有色金属产品的深加工及附加值提高及其产业结构调整的一个重要方向就是制备高纯度、高性能金属纳米粉体，并以该为基础开发附加值和技术含量更高的含纳米金属粉体高科技产品。该项目通过企业－高校强强联合方式，引进南京工业大学研发的高真空等离子体气相蒸发金属纳米粉体连续制备系统，通过引进消化吸收再创新，突破高纯度、高产率纳米金属粉体中试生产工艺向量产工艺流程的转化难题。建设广西高纯度纳米金属粉体产业化示范基地，并在该基础上进一步合作开发有关高性能金属纳米粉体产品。该举对提高企业生产产品的竞争力、提高经济效益和推动企业－高校进一步深层次合作具有重要意义。该项目的实施对进一步提升企业的科技含量和高附加值实现，也具有非常重要的现实意义。技术原理及性能指标：技术原理：运用直流电弧等离子体蒸发法制备纳米金属粉体的基本原理及通过对关键技术的设计，通过研究工艺参数（功率、充气压力、气体流动速度、等离子体成分等）的调节与控制，成功制备出颗粒为球形、结晶度高、分散性好、含氧量低、纯净度高的纳米金属粉体。性能指标：80nm铜粉的制备工艺：工作电流650A，充气压力0.06MPa，P(H<,2>)/P(Ar)=3/7；纯度为99.86wt.%，氧含量为780ppm，产率高达1026g·h-1。100nm镍粉的制备工艺：工作电流700A，充气压力0.06MPa，P(H<,2>)/P(Ar)=1/2；纯度为99.80wt.%，氧含量为850ppm，产率高达1483g·h-1。80nm铁粉的制备工艺：工作电流650A，充气压力0.08MPa，P(H<,2>)/P(Ar)=2/3；纯度为99.82wt.%，氧含量930ppm，产率高达904g·h-1。80nm银粉的制备工艺：工作电流300A，充气压力0.06MPa，P(H<,2>)/P(Ar)=1/3；纯度为99.91wt.%，氧含量为750ppm，产率高达1125g·h-1。100nm锡粉的制备工艺：工作电流250A，充气压力0.02MPa，P(H<,2>)/P(Ar)=1/9；纯度为99.81wt.%，氧含量为880ppm，产率高达1434g·h-1。100nm铋粉的制备工艺：工作电流300A，充气压力0.06MPa，纯氩气；纯度为99.83wt.%，氧含量为960ppm，产率高达3014g·h-1。100nm锌粉的制备工艺：工作电流3000A，充气压力0.04MPa，P(H<,2>)/P(Ar)=1/3；纯度为99.87wt.%，氧含量为860ppm，产率高达2895g·h-1。技术的创造性和先进性：通过对中试型纳米金属粉体连续制备生产线在冷却气流循环系统、石墨坩埚的改进，突破纳米金属粉体中试向量产的转化设备难关，使其产品品质大幅度提高、制备成本大幅度降低。通过对直流电弧等离子体蒸发技术制备纳米粉末过程中的多项工艺的优化及改进，实现了金属纳米粉末连续制备、粉末钝化以及气氛保护安全包装，从而达到稳定、连续地制备高品质金属纳米粉末的目的，解决困扰业界多年的高品质纳米功能粉体材料的制备及批量生产问题。通过进一步研究纳米金属粉体在水基及油溶性介质中的分散及表面修饰技术，实现纳米金属粉体的有效分散，并在该基础上开展纳米金属粉在电池正极材料等方面的应用研究，为纳米金属粉体的深加工及后续的市场销售奠定基础。研究了一种采用纳米铜粉改善镍氢电池性能的方法并申请了国家专利，专利申报的纳米铜粉粒度在200nm以下，在制备储氢合金负极浆料的过程中，纳米铜粉颗粒包覆在储氢合金颗粒表面，形成一种更牢固的核壳结构，不仅使储氢合金的导电性显著改善，而且这种核壳结构有效地降低了储氢合金的腐蚀粉化。技术的成熟程度、使用范围和安全性成熟程度：该技术处于中试试产阶段，且已取得了一定的经济效益。使用范围：该项目研发的纳米金属粉体主要应用于金刚石工具、润滑油自修复剂、新能源电池、高效催化剂、导电浆料、生物医药等高科技领域。安全性：该技术生产环节需注意预防可燃气体泄漏引发的安全隐患。该技术制备的纳米技术粉体产品对人体无接触伤害，且无贮运危险，使用应佩戴防尘口罩以避免金属粉体进入人体呼吸系统。应用情况及存在的问题：项目组研发的纳米金属粉体已在金刚石工具、润滑油自修复剂上得到一定量的应用；纳米铜粉在改善镍氢电池性能上获得突破，可使电池的循环寿命，高倍率性能显著改善。但是，要更大规模应用纳米金属粉体还需开展大量的应用研究工作，有效突破应用关键工艺瓶颈，这涉及研究单位与生产企业的紧密合作。 |
