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1. WO2020228225 - METHOD AND DEVICE FOR PREPARING CARBON-COATED COPPER NANOPARTICLES BY MEANS OF METAL WIRE ELECTRICAL EXPLOSION METHOD

Publication Number WO/2020/228225
Publication Date 19.11.2020
International Application No. PCT/CN2019/108276
International Filing Date 26.09.2019
IPC
B22F 9/14 2006.01
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
9Making metallic powder or suspensions thereof; Apparatus or devices specially adapted therefor
02using physical processes
14using electric discharge
CPC
B22F 1/02
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
1Special treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working, to improve properties
02comprising coating of the powder
B22F 9/14
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
22CASTING; POWDER METALLURGY
FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER
9Making metallic powder or suspensions thereof
02using physical processes
14using electric discharge
B82Y 30/00
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
82NANOTECHNOLOGY
YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
30Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
B82Y 40/00
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
82NANOTECHNOLOGY
YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
40Manufacture or treatment of nanostructures
Applicants
  • 西安交通大学 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY [CN]/[CN]
Inventors
  • 吴坚 WU, Jian
  • 李旭东 LI, Xudong
  • 石桓通 SHI, Huantong
  • 刘超鹏 LIU, Chaopeng
  • 陈立 CHEN, Li
  • 李兴文 LI, Xingwen
Agents
  • 西安通大专利代理有限责任公司 XI'AN TONG DA PATENT AGENCY CO., LTD.
Priority Data
201910408972.716.05.2019CN
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) METHOD AND DEVICE FOR PREPARING CARBON-COATED COPPER NANOPARTICLES BY MEANS OF METAL WIRE ELECTRICAL EXPLOSION METHOD
(FR) PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE PRÉPARATION DE NANOPARTICULES DE CUIVRE REVÊTUES DE CARBONE AU MOYEN D'UN PROCÉDÉ D'EXPLOSION ÉLECTRIQUE PAR FIL MÉTALLIQUE
(ZH) 使用金属丝电爆炸法制备碳包覆铜纳米颗粒的方法及装置
Abstract
(EN)
Disclosed are a method and device for preparing carbon-coated copper nanoparticles by means of a metal wire electrical explosion method. The method comprises uniformly winding a copper wire of a certain length and a certain diameter on a carbon rod, and, in an argon environment, applying a high voltage and a large current to the metal wire such that the metal wire electrically explodes, so as to obtain carbon-coated copper nanoparticles. The copper wire is heated and subjected to phase change during the electrical explosion, same is successively subjected to melting, gasification, plasma processes, etc., and copper atoms are generated under the high-temperature heating by means of plasma. The carbon rod can also generate some carbon atoms after a high current has been applied, and then the copper and carbon atoms spontaneously uniformly nucleate from a gas phase to condense into an atom cluster and form an initial small droplet, the droplet continuously grows and then forms a carbon-coated layer by means of two mechanisms, i.e. internal carbon atom precipitation and external carbon atom deposition, and finally carbon-coated copper nanoparticles are formed through cooling. The method provides a new method for preparing carbon-coated copper nanoparticles, and has significant application value in industrial production and scientific research.
(FR)
L'invention concerne un procédé et un dispositif de préparation de nanoparticules de cuivre revêtues de carbone au moyen d'un procédé d'explosion électrique par fil métallique. Le procédé comprend l'enroulement uniforme d'un fil de cuivre d'une certaine longueur et d'un certain diamètre sur une tige de carbone et, dans un environnement d'argon, l'application d'une haute tension et d'un courant élevé au fil métallique de telle sorte que le fil métallique explose électriquement, de manière à obtenir des nanoparticules de cuivre revêtues de carbone. Le fil de cuivre est chauffé et soumis à un changement de phase pendant l'explosion électrique, il est soumis successivement à une fusion, une gazéification, des traitements au plasma, etc. et des atomes de cuivre sont générés sous le chauffage à haute température au moyen d'un plasma. La tige de carbone peut également générer certains atomes de carbone après qu'un courant élevé ait été appliqué, puis les atomes de cuivre et de carbone se nucléent spontanément uniformément à partir d'une phase gazeuse pour se condenser en un groupe d'atomes et former une petite gouttelette initiale, la gouttelette croît continuellement et forme ensuite une couche revêtue de carbone au moyen de deux mécanismes, c'est-à-dire une précipitation d'atome de carbone interne et un dépôt d'atome de carbone externe et enfin des nanoparticules de cuivre revêtues de carbone sont formées par refroidissement. Le procédé fournit un nouveau procédé de préparation de nanoparticules de cuivre revêtues de carbone et présente une valeur d'application significative dans la production industrielle et la recherche scientifique.
(ZH)
一种使用金属丝电爆炸法制备碳包覆铜纳米颗粒的方法及装置,将一定长度与直径的铜丝均匀缠绕在碳棒上,并在氩气环境中给金属丝通以高电压和大电流使得金属丝发生电爆炸,即可收集到碳包覆的铜纳米颗粒。铜丝在电爆炸过程中加热相变,先后经历熔化、气化、等离子体等过程,并在等离子体的高温加热下产生铜原子,碳棒在通以高电流后也会有一部分碳原子形成,进而二者从气相中自发均匀成核凝聚成原子簇,形成初始小液滴,该液滴不断生长,之后通过内部碳原子析出和外部碳原子沉积两种机制形成碳包覆层,最终经过冷却则形成了碳包覆的铜纳米颗粒。本方法提出了新的制备碳包覆铜纳米颗粒的方法,对于工业生产和科研工作具有重大应用价值。
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