Медь является важным сырьем в современной промышленности. Быстрое развитие новых отраслей, таких как новые источники энергии и электронная информация, привело к росту спроса на высокоэффективный медный порошок. Среди них особо выделяется мелкодисперсный и наноразмерный медный порошок. Благодаря высокой электро- и теплопроводности, низкой электрохимической миграции и высокой сварности, мелкодисперсный и наноразмерный медный порошок стал важным функциональным материалом во многих областях, таких как современная военная промышленность, судостроение, аэрокосмическая промышленность и передовые технологии.

Мелкодисперсный и наноразмерный медный порошок относится к материалам с размерами от микрометров (1–100 мкм) до нанометров (10–100 нм). Благодаря своим малым размерам и уникальным, превосходным свойствам, мелкодисперсный и наноразмерный медный порошок имеет большие перспективы развития во многих областях, включая электронные пасты, катализ, медицинские антибактериальные применения и добавки к смазочным материалам.

Существует два метода получения мелкодисперсного и наноразмерного медного порошка: физический и химический. Физический метод является ранней технологией получения мелкодисперсного и наноразмерного медного порошка, которая включает использование внешних сил или физических изменений для преобразования металлической меди в порошок наноразмера. Этот метод в основном включает высокоэнергетическое шаровое измельчение, механическое измельчение, физическое осаждение из паровой фазы (PVD) и электроэксполозионные методы. Химический метод относится к процессу получения мелкодисперсного и наноразмерного медного порошка путем реакции предшественников меди в ионной форме с восстановителями в растворителе или путем прямого термического разложения предшественников, в основном включая электролиз, микроэмульсию, золь-гель, гидротермальный и методы жидкофазного восстановления.

Хотя физические методы являются экономически эффективными и масштабируемыми, они все еще имеют существенные недостатки. Во-первых, примеси могут легко загрязнять нанопорошок во время приготовления, что приводит к низкой чистоте. Кроме того, когда размеры частиц находятся в наномасштабе, факторы, влияющие на контроль размера частиц, становятся более сложными, что приводит к более высоким требованиям к параметрам процесса и увеличению энергопотребления. Качество мелкодисперсного и наноразмерного медного порошка, полученного физическими методами, относительно низкое, а объем его производства также невелик. Более того, физические методы не могут контролировать распределение размеров частиц или морфологию получаемых мелкодисперсных и наноразмерных медных порошков, не удовлетворяя все более разнообразным и высоким требованиям к мелкодисперсному и наноразмерному медного порошку.

В настоящее время метод жидкофазного восстановления является наиболее распространенным и наиболее перспективным промышленным методом получения. Он использует механизмы окислительно-восстановительных реакций, при которых реагенты подвергаются химическим реакциям под действием восстановителя в жидкой фазе или околожидкой фазе, образуя мелкодисперсные и наночастицы. Размер и морфология наночастиц меди могут контролироваться путем регулирования условий реакции. Этот метод отличается простотой технологического процесса, полученные наночастицы легко контролируемой морфологии и размера частиц, а также экологически чистый, что делает его очень перспективным для практического применения.

По мере развития отраслей-потребителей и расширения областей применения мировой рынок сверхтонкого медного порошка будет сохранять высокую тенденцию роста. В будущем для крупномасштабного применения мелкодисперсного и наноразмерного медного порошка все еще необходимо решить следующие ключевые вопросы:

1. Затраты на производственный процесс, антиоксидантные свойства, антиагломерационные свойства и диспергируемость медного порошка.

2. Хотя метод жидкофазного восстановления позволяет получать высокочистый наноразмерный медный порошок, необходимо решить ключевые технические проблемы, связанные с эффектом масштабирования.

3. Использование методов модификации поверхности для достижения окислительной стойкости и антиагломерации.

4. Для обеспечения того, чтобы полученный медный порошок мог образовывать проводящие пленки или другие материалы, необходимо решить проблемы дисперсии в различных средах, что позволит медного порошку достичь равномерной дисперсии в растворителях в различных условиях применения (таких как проводящие пасты и добавки к смазочным материалам).