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| 我國超細銅粉生產、加工、應用情況概述及市場前景展望 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2014-07-28 11:40:06 瀏覽次數： |
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超細銅粉一、銅粉的性能與應用
銅是人類最早開發利用的有色金屬之一，青銅器文化在人類歷史文明中占有重要地位在現代工業中，金屬銅及其合金材料因具有（1）良好的導電性、（2）極好的導熱性能、（3）美麗的色彩與裝飾性、（4）較強的抑菌特性，而對人體無毒、（5）無磁性、（6）化學穩定性好、耐海水腐蝕等突出特點，從而成為現代工業非常重要的基礎材料，也被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、化學、建筑、國防等各個領域。隨著經濟的快速發展，2008年我國金屬銅的總消費量已超過500萬噸，占全球消費量的27%，位于世界首位。
20 世紀80 年代中期，隨著電子類高科技產品的不斷需求，超細金屬粉體逐步發展成為新興的高科技產品和尖端工業基礎材料，也成為了資金市場與社會關注的熱點產業。
在金屬粉體產品中，超微細銅粉以其優異的物理和化學性質與一些特殊的性能，成為用途廣泛、應用潛力大、附加值高、規模較大的基礎功能性粉體材料，主要應用于生產粉末冶金、電子材料、摩擦材料、含油軸承、電接觸材料、導電材料、醫藥、金剛石制品和機械零件等，在石油催化劑、潤滑劑、導電與裝飾涂料和電磁屏蔽材料等高科技領域中納米銅粉也在開始應用。
二、銅粉的制備技術室制約行業發展的瓶頸
但是，銅粉的加工生產與應用技術一直是影響行業發展的主要瓶頸。由于銅粉質軟，研磨加工困難，在潮濕空氣中容易氧化變質，傳統機械研磨法也只能生產2500目（～10um）以內的大顆粒銅粉，現在主要的生產方法主要有電解法和水霧化法，其中電解法生產純度高，但粒徑大、形狀不規則，水霧化法成本高、收率低、粒子不均勻、質量不穩定。另外，很多新開發的一些生產技術，由于部分存在工藝復雜、電氣設備要求高、投資大、產品收率低、成本高、粒子分布寬、環境污染、能耗大、質量不穩等問題，還沒有成為主流技術。新開發的化學還原法只能生產納米銅粉，其生產工藝還處在實驗室的研究階段，由于原料成本高、二次污染物再處理困難、產品收率低、成本高也導致了產品售價奇高（每噸超微細銅粉的市場價格在150～5000萬元）使客戶難以接受，特別是在很多領域納米級銅粉效果并不理想。另外，由于超微細銅粉不像金屬銅材，在空氣中容易氧化成為氧化銅，只能采用氮氣保護、密封包裝，也影響了超微細銅粉的大規模推廣與應用。
世界銅粉的需求量在迅速增加，每年增幅超過15%，2008年總量已經超過10萬噸，以此計算，每年有超過數十億元的市場供需缺口，這對于投資者來講無疑具有極大的吸引力。
我國銅粉的生產企業多是有雄厚實力的大型企業，也有很多企業與資金正在涉足這個產業。銅粉生產規模也居于世界前列，但是在控制技術上與美國、英國、俄羅斯等先進國家還有有較大的差距，幾乎都是機械物理法生產、產品結構比較單一，電解銅粉與水霧化銅粉就占了95%，超微細納米銅粉所占比例極少，且不論應用推廣了。
亞微米超微細銅粉（1微米左右）除了具有銅金屬良好的導電、導熱、耐蝕、裝飾、殺菌與無磁性等特點外，更具有納米材料的很多特性，即小尺寸效應、表面界面效應、量子尺度效應及量子隧道效應，在力學、電學、磁學、化學、顏料學等領域增加了許多新的性能和用途，因而成為銅粉領域具有更大應用價值及市場需求潛力的一個新品種。所以，超微細銅粉已經不是單純的金屬材料了，可以作為功能性的基礎粉體材料，也是銅粉產業發展的新亮點與熱點。
超微細銅粉是具有特殊用途、潛力巨大的高科技、高附加值產品，國外很多大型企業（例如摩托羅拉、日本大東海）都在關注產品的開發與應用。單從基于這塊巨大的蛋糕，原有銅粉企業也在不斷加大技術投入與國外先進技術的引入，以提升產品檔次，但核心技術是引不來的，只有走科技創新之路。
重慶普吉化工有限公司開發成功了晶體粒子控制專利技術，更在此基礎上完成了亞微米級銅粉的工藝設計、工業化生產以及抗氧化處理等具有自主知識產權的系列核心技術的研發，并成功進行了日產一百二十公斤級規模小批量連續生產，產品編號PJ-139，同時將之作為摩擦潤滑領域的基礎材料，通過特殊處理技術開發成功了PJ-130系列發動機抗磨修復劑與磨合修復劑系列新品。
此產品通過中南大學國家級金屬粉體材料實驗室檢驗進行權威檢驗，超微細銅粉粒徑達到0.5～1.0微米（超過18000目）、其形狀也非常趨近球型、粒徑均勻、純度高（能譜分析銅含量達到99.94%，高于電解銅粉的99.8%），抗氧化性能突出，處理后可直接在潮濕空氣中保存與使用較長時間。
該技術利用無機與有機化學的基本原理，通過無機與有機還原材料的合理配制成為可再生的研磨溶劑，再配以粒子控制技術形成不同粒徑的球型超微細銅粉，最后經過特殊抗氧化處理，提高了超細銅粉的抗氧化性能與分散性，不但突破了長期以來純銅粒子不能超過2500目的技術瓶頸，同時也克服了銅納米粒子在保存與使用中的難題，填補了世界超微細銅粉產業化的空白。特別是在純度提高、粒徑控制、球型化處理、脫水干燥與超微細銅粉的抗氧化處理方面形成了整套的成熟工藝與領先技術，不但實現超微細銅粉的大規模工業化清潔生產，也為超微細銅粉在相關高科技領域的應用打開了一扇方便之門，在發展節能、環保與綠色經濟的新一輪經濟大潮中為下游產業的提升與產品性價比的提高，提供了物質基礎與技術支持。
基于在粉體后處理方面的技術積累，可與不同行業的品牌聯手，開發具有強氧化穩定性的電子用、特種涂料用、工程塑料用、醫藥專用、研磨用、耐磨材料用、潤滑抗磨用高檔超微細銅粉系列產品，力爭成為專業的超微細銅粉生產企業，為相關企業配套服務。
微米級超細銅粉的研發生產是一項可能帶來銅及其合金革命性變化的關鍵技術,具有很強的實用價值，特別是應用于摩擦潤滑、抗菌環保、導熱導電與抗電磁干擾、人體抗老化藥物研制等，直接與節能、環保與安全相關聯。
在銅粉市場，除了受金屬銅價格影響以外，產品售價與粒徑關系很大，產品越細價格越高，2000目銅粉每噸25～30萬元，而納米級銅粉網上報價更高達150～750萬元/噸，最高達到5000萬元/噸。我們考慮將以相對較低價格進入市場，讓利與服務廣大下游客戶，形成一個巨大產業鏈與產業集群，單單是全面替代二硫化鉬作為潤滑材料添加劑，將會推動一個龐大的市場。
據初步測算，建設一個年產2000噸規模的超微細銅粉生產基地，總投資3000萬元以內，而產值遠在10億元上下，效益與回報非常驚人。
三、超細銅粉應用最有前途的五大產業
超微細銅粉屬于一種新型功能性粉體材料，也是大自然賜給人們的基礎材料，較人們通過各種科技手段新開發的各種新型材料，具有更高的性價比，更能體現＂自然的才是最好的＂這個基礎理念，以其特殊用途與應用潛力，更能給傳統產業帶來意想不到的變化，從而產生巨大的效益。溫總理在2009年與北京科技人員座談時強調我國下一步重點發展的七大新型產業，從應用角度超微細銅粉直接涉及了五大產業。
1.在機械加工產業，亞微米級超微細銅粉非常容易與鐵、鋁等各種金屬材料結合成為合金材料，作為一種耐磨修復材料，首先可以填充現代機床加工金屬面0.508～25.4um的粗糙度與5微米左右的加工偏差，這是目前現代機械加工業所不能實現的，這是精密耐磨儀器與設備所需的。
2. 在電子工業，超微細銅粉是最好的導電復合材料、電極材料，制造多層陶瓷電容器的終端和內部電極、電子元件的電子封裝漿料等，較普通銅粉會帶來質量與性能方面的巨大變化。
3. 在石油化學工業，將銅及其合金超細粉體用作催化劑，效率高、選擇性強，可用于二氧化碳和氫氣合成甲醇、乙炔聚合、丙烯腈水化反應過程中的合成催化劑。
4. 在機械制動行業，銅粉是極好的耐磨材料，與各種非金屬材料一起使用可生產極高品質的摩擦部件，如剎車閘帶、離合器圓盤等。
5. 生產導電涂料功能涂料與殺菌衛生涂料。
6. 解決ABS、PPO、PS 等工程塑料及木材的電磁屏蔽和導電問題，生產電磁屏蔽工程材料具有成本低、易于涂裝、電磁屏蔽效果好，應用范圍廣等優點，特別適合用于以工程塑料為殼體的電子產品的抗電磁波干擾。
7 超微細銅粉在醫藥中的應用：
粒徑０．１－１０００ｎｍ的亞微米銅粉為原料制成藥物（重量比為0.2～０.４%），具有明顯降低ＭＤＡ含量，改善由于氧自由基所造成的脂質過氧化損害，明顯增加ＳＯＤ含量，增強機體ＳＯＤ水平，調節其功能活性表達的特性，從而達到延緩人體的老化過程，干預、推遲其機體組織結構向衰老轉化，開辟了生命科學領域抗衰老的新途徑。有研究者作為制備抗衰老和腦缺血、腦血栓后遺癥等的治療藥物，且療效確切，服用方便、安全。更有專家教授用于治療癌癥，取得了奇效后反過頭來探索其機理。
8. 潤滑抗磨與修復材料是超微細銅粉推廣與應用的前沿市場。
隨著這次世界經濟危機的結束，綠色經濟將成為經濟發展的一個重要領域，因世界能源的三分之一到三分之二消耗在了機械摩擦方面，要減緩氣候變化與能源危機，實現節能環保，摩擦潤滑產業面臨巨大的壓力，也存在著很大的發展機遇，現在各種運轉機械雖然添加了潤滑油，但是潤滑油只能減少磨損而無修復功能，機械設備最終還會因磨損而報廢，只是不同潤滑油效能不同。理論創新與材料支撐是行業發展的新動力。將超微細銅粉經過特殊處理后，以適宜的方式分散于潤滑油中形成穩定的懸浮液，在潤滑過程中逐步填充到機械劃痕處，與金屬基體結合成為修復層來降低摩擦系數與減少磨損，雖然沒有改變原來的滑動摩擦形式，但是比傳統潤滑油減磨潤滑效果明顯改善，相關數據與效果得到了權威檢測機構與市場的逐步認可，國外已經有添加了納米銅粉的潤滑油銷售，價很高、量很少，主要用于高端、特殊場合。
大自然給予人類的綠色能源也包括風能與水能。如果通過改善潤滑模式、降低摩擦系數與發電設備自身能量消耗，提高產出率，達到經濟投入的平衡點，特別是低于當前石油、天然氣、煤炭的熱力發電成本，將會從根本上改善人類電力能源結構，這是取之不竭的綠色能源，將極大地改變人類CO2增加導致的自然環境的破壞。
金屬銅的發現與應用，推動并改變了人類過去，超微細銅粉作為大自然賜給人類的寶貴財富，對于應對節能、環保、綠色經濟和開發諸多高科技產品也會起到巨大的作用。
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