铜包铁粉的应用及制备

第38卷第6期 2020年12月
粉末冶金技术
Powder Metallurgy Technology
Vol. 38, No. 6
December 2020
铜包铁粉的应用及制备
张珊珊u)，历长云1)H,潘跃武2)，许磊 '胡号1>
1)河南理工大学材料科学与工程学院，焦作454000 2)徐州工程学院机电工程学院，徐州221018
网通信作者，E-mail: ****************.cn
摘要铜包铁粉是一种将铜包在铁粉表面形成包覆层的复合粉末，被用来改善铜铁混合粉末组织不均、成分偏析等问题。

本文综述了铜包铁粉的应用及制备方法，介绍了机械球磨涂覆法、置换镀铜法、化学镀铜法等铜包铁粉制备技术的基本原理 及研究进展，总结了铜包铁粉制备过程中存在的问题，并展望了铜包铁粉的发展方向。

关键词铜包铁粉：机械球磨涂覆法：置换镀铜法：化学镀铜法
分类号TG495;TF125
Application and preparation of copper-coated iron powders
ZHANG Shan-shanx'2\ LI Chang-yun'm, PAN Yue-wu2\ X U L ei'\H U HaoX)
1) School of Materials Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China
2) School of Mechanical and Electrical Engineering, Xuzhou University of Technology, Xuzhou 221018, China
^Corresponding author. E-mail: ****************.cn
ABSTRACT Copper-coated iron powders are the composite powders that the surfaces of iron powders are coated by copper to form the coating layer to improve the uneven microstructure and the composition segregation of the copper-iron mixed powders. The application and preparation methods of the copper-coated iron powders were reviewed in this paper. The basic principles and research progress of the copper-coated iron powders prepared by mechanical ball milling coating, displacement copper plating, and electroless copper plating were introduced, respectively. The problems in the preparation process of the copper-coated iron powders were summarized, and the development direction of the copper-coated iron powders was prospected.
KEY WORDS copper-coated iron powders; mechanical ball milling coating; displacement copper plating; electroless copper plating
包覆粉末是将异种成分包覆在颗粒表面形成的 复合结构粉末，作为热喷涂材料、高性能涂层、电触 头材料、导电材料及轻质高温耐磨涂层的原料
以其独特的性能被广泛应用于机械制造业、化学工 业、电子行业和玻璃制造业等领域。

包覆粉末的独 特性质在其能改变单一材料的结构和性能[6],在微观上具有多相性，呈现出各组分的优点；在宏观上 具有均匀性，减少了混合粉末组织不均、结构不稳 的弊端随着现代工业的发展，包覆粉末的制备方 法和表面处理技术不断得到提高[8]。

S a g r a d y a n等[9]在人造金刚石粉体上涂覆Ti-C r涂层，T i是形成涂 层的基体金属，C r是合金元素，与未涂覆金属的金
收稿日期：2019-07-16
基金项目：河南省高等学校重点科研项目（19B430002) DOI ：10.19591 / 11-1974/tf.2019070007；
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刚石粉末相比，涂覆金属的金刚石粉末抗氧化性温 度提高了约40 °C,并在核-壳界面处出现相互扩散 的特征。

采用铜铁混合粉末会造成粉末冶金铜铁基零件 组织不均、成分偏析等问题，铜包铁粉兼具铜基外 壳导电导热性高、耐腐蚀性好及铁基芯部强度高的 优点，可有效解决使用铜铁混合粉末造成的组织不 均、成分偏析等问题。

使用铜包铁粉为原材料制备 的齿轮、铜套、含油轴承等零件己被广泛应用于家 用电器、工厂仪器等领域。

铁在高温下具有良好的 耐摩擦性能[m]，适用范围广、资源充足，但初性差、在空气中易氧化，使其应用受到限制。

铜的导电导 热性高、延展性和初性好，加之市场对其需求量不 断增加，导致铜资源紧张，价格日益上涨。

因此，用铜包铁粉来代替铜合金的应用前景非常广阔。

1铜包铁粉的应用
铜包铁粉产品包覆性完整、色泽光亮、抗氧化 性能好，铜铁金属间结合良好，目前主要应用于含 油轴承、金刚石工具、摩擦材料三个领域。

1.1含油轴承
铜包铁粉是生产含油轴承的理想材料。

与A l-C u、C u-S n系材料相比，铜包铁粉价格较低；与青铜粉 相比，铜包铁粉更环保；与铜铁混合粉相比，铜包 铁粉耐腐蚀性强、使用周期长[U]，克服了铜铁混合 粉在含油轴承中易产生微观组织偏析、出油不均匀、与基体浸润性差等缺点^|31。

以铜包铁粉为原料制 备的含油轴承产品性能稳定、出油均匀、零件尺寸 精度高，运行噪声低，可进行大规模自动化生产。

铜包铁粉表面包覆层组织均匀、致密性良好，黄晓星等[14]分别以含铜质量分数为20%的铜包铁粉 和铜铁混合粉为原料制备含油轴承，测得铜包铁粉的 流动性为35.03 [s.(50 g r1],松装密度为2.6 g.c m-3,氧质量分数为0.31%;铜铁混合粉的流动性为28.28 [s'O O g)—1]，松装密度为 2.28 g x t r f3,氧质量 分数高达0.63%。

对比实验结果得知，铜包铁粉的 流动性、松装密度均优于铜铁混合粉，氧化速度慢；铜包铁粉经烧结后试样硬度为H R B35.6,比铜铁混 合粉烧结试样的硬度高（H R B 33.1)，且烧结试样 尺寸变形小，微观组织中铜分布更均匀，具有更好 的耐腐蚀性能。

1.2金刚石工具
传统的金刚石工具结合剂一般选用钴基、铜基、铁基等粉末。

近年来，铜包铁粉作为结合剂，配合电解铜粉、钴粉、羟基铁粉及金刚石粉末等其它材 料，可被混合压制为金刚石锯切工具。

与钴基、铜 基金刚石工具结合剂相比，铜包铁粉结合剂的成本 大大减少；铁基金刚石结合剂虽价格低廉，但容易 侵蚀金刚石，导致工具性能不稳定，用铜包铁粉代 替铁基作结合剂，耐腐蚀性明显增强，产品使用性 能更加稳定。

金刚石在800〜1000 °C范围内极易氧 化，并且较高的烧结温度易造成金属热损伤，因此 降低烧结温度有助于提高金属的使用性能。

通过机 械合金化制备铜铁混合粉结合剂时，由于C u、Fe 固溶度有限，合金中各相不能充分溶解，不利于形成 强化固溶体，产品初性和抗腐蚀性未能有效提高[15]。

铜包铁粉可在F e向C u晶格扩散时形成固溶体，其 固溶度高于铜铁混合粉，因此铜包铁粉能有效代替 铜铁混合粉使用。

李国平等[16]采用铜包铁粉作金刚石锯切工具的 主要原料，与铁基结合剂相比，铜包铁粉具有较宽 的烧结温度区间，这在很大程度上降低了金刚石工 具对烧结温度的敏感性，使产品稳定性提高，使用 周期更长，其性能与铜基结合剂不相上下，且价格 低廉。

铜基金刚石工具因具有优良的耐磨性和较低 的制造成本，引起人们的广泛关注。

铜元素在高温 下能减弱铁对金刚石的冲蚀作用，从而提高金刚石 工具的耐磨性和切屑性117]，但铜与金刚石的润湿性 一般，通常会往铜粉中加入适量的S n、Z n、C o、C r、N i等元素来提高其综合性能，但这些元素稀少 且价格昂贵。

F e在元素周期表中与C o、N i位置接 近，同为过渡元素，它们的价电子结构很相近，使 得它们的化学、物理性能也很相近，用铁代替贵金 属制备铜合金是一种不错的选择[18]。

1.3摩擦材料
铜包铁粉作为摩擦材料的原料主要应用于闸片、高速列车制动块及刹车片等零件，与铜铁混合 粉制备的摩擦零件相比，铜包铁粉降低了产品孔隙 率、提高了强度及摩擦系数[19]。

除此之外，铜包铁 粉还能提高摩擦材料的热传导率、热稳定性、耐磨 性和高温抗冲击性等。

李岩等P01分别采用铜包铁粉和还原铁粉为原料 制备闸片，前者具有更强的承载能力，原因是烧结 铜包铁粉的合金化程度显著提高，能有效改善铁基 体的减摩性能。

比较两种闸片的摩擦磨损性发现，使用铜包铁粉比还原铁粉的孔隙率降低了约45%, 硬度提高了 11%，基体强度可达到140 M P a。

以还 原铁粉为原料的闸片摩擦系数虽高于铜包铁粉，但
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磨损量较大，而闸片材料需要的是摩擦系数与磨损 量的良好配合，因而铜包铁粉制备的闸片材料摩擦 磨损性能更优异。

Z h a n g等[21]研究了三种铁基粉末对铜基复合材 料的影响，其中铜包铁粉在制动片中的质量分数约 22%〜35%。

实验结果显示，质量分数为30.6%的铜包铁粉制动片经过一系列制动后摩擦系数最稳定，总吸收能量高达32 M I,该制动片的磨损量小 到 0.25 cnr'M J—S比0.35 cn^-M r1 规格限值低 29%。

而含质量分数30%羰基铁粉和30%板状铁粉 的制动片在第三测试阶段中出现摩擦系数衰退。

实 验使用的铜包铁粉形貌如图1所示。

图1铜包铁粉扫描电子显微形貌（a)和横截面背散射电子形貌（b)
Fig.l Scanning electron microscopy images (a) and the backscattered electron images in cross section (b) of the copper-coated iron powders丨211
2铜包铁粉的制备方法
金属包覆型复合粉末的制备方法主要有机械球 磨涂覆法[22]、置换镀法1231、化学镀法[2]、溶胶-凝胶 法[24]、物理气相沉积法[25]、化学气相沉积法[26]等。

目前适用于制备铜包铁粉的方法主要包括机械球磨 涂覆法、置换镀铜法及化学镀铜法。

2.1机械球磨涂覆法
机械球磨涂覆技术是在机械合金化的基础上发 展的一种新型制备涂层的表面改性技术[22]。

该方法 由球磨过程中粉末颗粒相互挤压、冲击、剪切、摩 擦等产生应力作用，使各组分相互渗入和扩散形成 粉末粘附、沉积、冷焊最终形成包覆层。

采用机械 球磨涂覆技术制备表面涂层不仅设备简单、操作方 便、生产周期短、经济成本低、反应过程容易控制，而且还适用于在常温常压工作[2'
机械球磨涂覆技术目前已应用于金属基表面镀 层、非晶复合薄膜以及光催化涂层等方面[28]。

该方 法优点较多，但在制备过程中易受多种因素影响。

H a o等[29]在不同球磨转速下向A1203球表面包覆铁 粉，当转速为300 r m i r T1时，A I2O3球表面能形成均 匀连续的涂层，当转速在200和400 r m i,时，表面 形成的涂层不均匀。

H a o等@]在A1203球表面涂覆 Z n,在转速 100 r.m i n—1、球磨 60 h和转速 200 r.m i n—1、球磨32h条件下，六1203磨球表面均未形成连续Z n 涂层；在转速300 r.m i n人球磨8h条件下，A l203球表面形成了连续的Z n涂层。

由此可知，球磨转速 以及球磨时间对包覆层影响较为显著。

王荣等[31]采 用机械球磨涂覆技术用金属N i包覆S i C，分别以球 磨时间和球磨转速为变量研究包覆效果，当球磨时 间由5 h增加到20 h，包覆效果逐渐变好，随球磨 时间进一步增加至30 h,包覆效果降低，可见球磨 时间太长会使包覆良好的粉末颗粒重新破碎，导致 包覆层的破坏;选择球磨转速250、300及350 r m i i T1研宄包覆效果，当转速为S O O r m i n1时，S i C表面 的N i分布最多。

综上所得，球磨时间越长、球磨转 速越快，效果不一定最好，需通过理论结合实验得 出最优的参数方案。

球磨转速决定粉末颗粒、磨球、球磨罐之间的 应力状态，其中压应力是形成包覆层的主要结合力，压应力过小不能把粉末压在基底上，压应力过大会 增大内应力，导致涂层提前从基体上剥落。

Njagi 等[23]研究发现，当转速为a O O r m i n1时，压应力过 小不能形成涂层，当转速为400 r m i i T1时，压应力过 大造成涂层脱落严重，也未能形成连续均匀的涂层。

在实际生产中，除了球磨转速、球磨时间，还存在许 多影响包覆层的因素，如球料比、磨球尺寸等[22]。

在机械球磨涂覆法之前，研宄者主要通过机械 合金化制备铜铁混合粉，其中曾发现铜铁颗粒间的 互扩散、固溶等现象[32]，为铜包铁粉的发展奠定了 基础，部分学者还围绕机械球磨涂覆技术对粉末烧
结后试样性能的影响进行了研究，并将球磨技术与
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烧结方法相结合，制备出性能良好的铜包铁粉。

黄 晓星等1141使用机械球磨涂覆法制备铜包铁粉，烧结 试样的径向尺寸变化率为-0.057%,轴向烧结尺寸 变化率为-0.191%,硬度为H R B35.6,压溃强度为 324.7 M P a,其综合力学性能明显优于使用铜铁混合 粉的烧结试样。

赵田臣等[33]利用机械球磨涂覆法制 备铜包铁粉，在初始相对密度为80%条件下，经烧 结后试样密度增加，而机械球磨法制备的铜铁混合 粉在同样条件下烧结后试样密度减小；经900 °C烧结，铜包铁粉烧结试样硬度约H B 65，比铜铁混合 粉烧结试样硬度（H B55)增加了约H B 10:在获得 相同硬度的条件下，铜包铁粉的烧结温度可适当低 于铜铁混合粉。

何朋等1341研究了机械球磨涂覆法制 备铜包铁粉烧结试样的组织性能，并将其与机械混 合铜铁粉烧结试样进行对比，结果如图2所示，机 械混合制备铜铁粉烧结试样显微组织中孔洞数目较 多且孔洞半径较大，机械球磨涂覆法制备铜包铁粉 烧结试样的孔洞分布均匀且孔洞半径较小。

图2粉末烧结试样金相显微组织：（a)机械混合法制备铜铁粉；（b)机械球磨涂覆法制备铜包铁粉1341
Fig.2 Metallographic microstructures of the powder sintering samples: (a) the mixed copper and iron powders by mechanical alloying ;(b) the copper-coated iron powders by mechanical ball milling coating丨341
综上所述，机械球磨涂覆法作为新型涂层制备 技术尚未完全成熟，其中包覆层表面均匀性、致密 性一般，孔隙率仍较高[351,未优化出球磨转速与包 覆性能之间的最佳值，在铜包铁粉应用方面有待开 发。

陈文革等[36]用该方法制备铜包钨粉，结合实验 分析发现在钨粉表面较难形成均匀致密的铜包覆层。

机械球磨涂覆技术仍有较大的发展空间，需对 包覆层的粘附性、润湿性、均匀性以及影响包覆层 的因素进行更加深入的研究。

2.2置换镀铜法
置换镀铜法是将铁粉放入一定浓度的酸溶液中，用搅拌器进行搅拌，使溶液发生置换反应而将 铜离子置换成铜单质，经清洗、过滤、烘干等操作 得到铜包铁粉，其制备流程如图3所示。

|铁粉}=>(放入酸溶液中]^>(酸洗}=〇(进行搅tt)=>[施镀1 (获得铜包铁粉卜燥
图3置换镀铜法制备铜包铁粉的工艺流程
Fig.3 Technological process of the copper-coated iron powders prepared by displacement copper plating
张敬国等[37]用还原铁粉置换废液中的铜，制备 的铜包铁粉含铜质量分数为20%,铜包覆层厚度约 1H m。

实验结果表明，随反应时间的增加，废液中 C u2+浓度降低，反应速率变慢，在反应20 m i n时，C u2+浓度明显降低，达到一定时间后，反应不在发 生，最佳反应时间为27 m i n。

陈莲君等[381提出将铁 粉放入非水溶剂中置换镀铜，避免铁粉与溶液直接 接触而被腐蚀，制备的铜包铁粉抗氧化性比在酸溶 液中明显提高，烧结相对密度达90%，包覆层厚度 约10n m,制备温度达到40°C时包覆效果最佳。

置 换镀铜中C u2+浓度对包覆效果影响较大，因此在制 备过程中要合理控制C u2+浓度，进一步控制反应速 率获得理想的包覆效果。

M e i l a k h等[39)通过置换镀铜法制备铜包铁粉，将 其固化后制成烧结钢，与铜铁混合粉烧结试样相比，该烧结钢拥有更低的孔隙率和更高的合金化程度，其 力学性能也提高了约20%〜50%。

王晓军和丁明[4()]采用置换镀铜法对铁粉表面改性，并结合临界形核 对置换镀铜进行深入研宄，发现溶液中过饱和度的 大小对包覆物形貌起决定作用，由于非均匀形核和 均匀形核的竞争，溶液中C u
2+的析出不能全部包覆
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增加到85 °C时，反应速率常数从0.08821 m o M L m i n r1逐渐减少到O.C^f B m o W L.m i n)-1。

结果表明，最佳 制备温度为40°C,温度较低或较高都不利于铜铁充分反应。

2.3化学镀铜法
化学镀因无外加电流又称无电沉积，工艺简单、节约能源、保护环境。

化学镀基本适用于所有金属 与非金属，其制备的产品具有较高的耐蚀性和抗菌 性|48]，同时还具备较高的耐磨性、导电性、润滑性，
其他
添加剂
pH温反应物
值度浓度
图5化学镀铜工艺条件及影响因素
Fig.5 Conditions and influencing factors of the electroless copper plating
由图5可知，影响化学镀铜的因素很多，随着 该方法不断改进，其影响参数也在被优化。

还原剂
在铁粉表面，有部分铜在铜溶液中形成铜粉。

图4 所示为铜包铁粉的显微形貌，在较小过饱和度下发生非均匀形核，使部分铜粉沉积在铁粉表面；在较 大过饱和度下发生均匀形核，在溶液中形成铜粉。

图4置换镀铜法制备的铜包铁粉显微形貌
Fig.4 Microstructure of the copper-coated iron powders prepared by displacement copper plating^401
刘烈炜等[411在碱性溶液中向铁粉表面镀铜，有 效抑制了铜在酸性条件下置换速度过快发生的析氢 反应，提高了包覆层致密性、耐腐蚀性，但结合力 较差。

添加剂的使用对包覆效果的影响较为明显。

陈永言等[42]向镀液中加入添加剂，发现包覆层致密 性明显提高，与基体之间的孔隙率减少。

吴世学[|2]在制备过程中加入添加剂，与未加添加剂实验进行 对比，发现加入添加剂的一组有效降低了置换反应 速率，包覆层与基体结合力更强，并优化出添加剂 配方为乙酸钠15 g.L T1、十二烷基硫酸钠I g.L/1、丙稀基硫脲0.5 g L—1及聚乙二醇5 g i'王勇等[43]研究了添加剂对包覆层的影响效果，得出添加剂配 方由强到弱依次为聚乙二醇P E G-6000、乙二胺四乙 酸二钠E D T A.2N a、2-巯基苯并咪唑M、乙烯硫脲 N和十二烷基苯磺酸钠。

除了添加剂、C u2+浓度及溶液酸碱度对包覆层 有影响外，适宜的制备温度也能改善铜包铁粉的反 应活性。

在以往的研究中[44_461,铜包铁粉通常在(25 ± 3) °C下进行。

L a i等1471将制备温度从25 °C增 加到40°C,发现反应速率常数从0.04842 m o l.(L.m i n)—1急剧增加到0.08821 m o l.(L.m i n r1;当制备温度从40 °C 是表面包覆技术的重要方法。

化学镀铜法目前应用 在电子m、玻璃|4]、陶瓷1491等领域，其制备的铜包铁 粉色泽光亮、组织均匀、力学性能稳定，包覆效果 良好，在工业上可进行批量生产。

化学镀铜是通过还原剂作用将铜离子变成铜单 质，并沉积在铁基体表面形成包覆结构，其中阳极 反应为F e—F e2++2e,阴极反应为C u2++2e—C u,总 反应式为F e+C u2+—F e2++C u。

首先，将铁粉添加到 已配置好的硫酸铜镀液中，在加入过程中要不断搅 拌；然后，在镀液中加入还原剂，使溶液发生氧化 还原反应，铜离子被还原成铜单质，在铁粉表面不 断沉积形成铜包覆层；最后，经过滤、酸洗或碱洗、水洗、烘干等处理得到干净粉末。

化学镀铜的条件 及影响因素如图5所示。

影响因灰
稳
定
剂
络
合
剂
还
原
剂
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从最初的有毒甲醛，逐渐由乙醛酸、氨基乙酸、次 磷酸盐、四丁基氢硼化胺、肼等代替；镀液中铜盐 一般来源于硫酸铜溶液，溶液中铜盐含量越高，沉 积速率越快，因此要合理控制C u 2+浓度；络合剂对 包覆层影响较小，使用最多的是柠檬酸盐溶液 p H 值、温度等对包覆层也有一定的影响。

添加剂对化学镀铜的影响显著。

R a d o e v a 等1511 向化学镀液中加入聚合物添加剂，研究了两组相容的 聚合物聚乙二醇（PEG )-乙基纤维素（E C )和PEG- 聚二甲氨基乙基甲基丙烯酰丙磺酸酯（PDM A PS), 观察每组聚合物对铜层粘附力的影响效果，发现两 者均能降低铜层沉积速率，进而提高包覆层的均匀 性和表面覆盖率，粘附力也随之增强。

实验结果表 明，PDMAPS 络合物对疏水性基体表面粘附性好， 而
E C
络合物对亲水性基体表面粘附性好，该发现
为化学镀铜在反应控制和应用方面提供了新思路。

在生产过程中，铜涂层与铁基体之间的结合力 以及包覆层的均匀性、致密性仍需提高l '
T u r 〇f i 〇vd
等[53)研究了影响化学镀铜的条件，为了抑制铜自发 化学沉积，采用柠檬酸钠作为络合剂。

化学镀铜反 应过程在很大程度上取决于电解质的组成、酸碱度、
铁粉粒径和悬浮密度，实验最终确定溶液p H 值为 3.3、柠檬酸钠浓度为0.25 m o K d m Y 1时化学反应速 率最低，包覆效果最好。

降低反应速率能有效提高 包覆层致密性，但同时也延长了生产周期。

为提高 效率，有必要继续研究既能提高沉积速率，又能提 高包覆层致密性的添加剂。

图6是铁粉粒径分别为
0〜45 |am 和125〜160 n m ,反应80 m i n 后的包覆效
果。

由图可知，0〜45 p m 粒径铁粉的比表面积大， 铜沉积量多，厚度最高；125〜160 p m 粒径铁粉的 比表面积小，铜沉积量少，厚度最低。

对粒径为63〜
100 H m 、悬浮密度为丨0 g_L—1和23.3 g LT1铁粉的显
微形貌进行表征，结果如图7所示，当铁粉悬浮密 度为23.3 时，铜包覆层粘附力弱，容易脱落，当铁粉悬浮密度为10 8.1^时，铜包覆层粘附力强, 说明铁粉悬浮密度对包覆层厚度无明显影响。

图6不同粒径铁粉化学镀铜的光学显微形貌：（a )0〜45nm; (b) 125-160 urn151'
Fig.6 Optical micrographs of the Fe powders by electroless deposited Cu coating in different particle sizes: (a) 0〜45 pm; (b) 125 〜 160 nm[53]
图7不同悬浮密度铁粉化学镀铜的光学显微形貌：（a) 10g i 4; (b) 23.3 g-L 11531
Fig.7 Optical micrographs of the Fe powders by electroless deposited Cu coating in different suspension density: (a) 10 g-L —丨: (b) 23.3 g-L-"53
1
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除此之外,R e n和Lai|54]对化学镀和置换镀制备的 铜包铁粉特征进行了比较，采用化学镀法制备铜包铁 粉时，铜能均匀地沉积在铁基体表面；采用置换镀法 制备的铜包铁粉在铁基体表面出现大量的疏松铜块异 质分布。

将铜包铁粉用于去除废水中有毒物质对硝基 苯酌（P N P),比较了两种铜包铁粉的使用寿命和反应 活性，其中化学镀制备的铜包铁粉反应活性高、强度大，对P N P降解速率为0.095 m o l.(L.m i n)_1,使用置换镀铜 的铜包铁粉对P N P降解速率为0.077 m o M L+m i n y1:通 过回收实验可知，使用化学镀铜制备的铜包铁粉降 解速率由0.095降低到0.068 m o l.(L.m i n)—1,使用置 换镀铜制备的铜包铁粉降解速率从0.077降低到0.039 m〇K L.m i n)'说明了化学镀铜是制备高活性、高稳定性铜包铁粉的有效技术。

R e k h a等|55)用化学镀法在铁粉表面沉积铜，研 究了以甲烷磺酸铜作还原剂且在添加T i B2和氯铂酸 情况下的新活化工艺，其中铁粉原始形貌和在铁粉 上沉积铜后的形貌如图8所示。

结合量子力学计算 可知，实验中所添加的稳定剂二烯丙基硫脲(D A T U)使铜在铁粉上的包覆要优于2-巯基苯并 三唑（M B T),原因是二烯丙基硫脲中存在电子释 放基团，对铜在铁粉上沉积起促进作用，而2-巯基 苯并三唑由于苯环结构的存在无法促进化合物在铁 粉上的吸附，因此D A T U的稳定性要优于M B T。

图8铁粉（a)和化学镀法铜包铁粉（b)显微形貌1551
Fig.8 Microstructure of the iron powders (a) and the electroless Cu-coated iron powders (b)155!
3结论与展望
铜包铁粉能克服传统铜铁混合粉在生产中出现 的组织不均匀、成分偏析、结构不稳定等问题，在 含油轴承、金刚石工具、摩擦材料等部分产品的生 产中己能取代铜铁混合粉。

本文综述的三种制备铜 包铁粉的方法各有利弊，相对而言，化学镀铜法制 备的铜包铁粉综合性能最佳，但该方法在铜包覆层 与铁基体间结合强度、包覆层组织均匀性及厚度可 控性等方面仍需提高。

在制备铜包铁粉过程中，同时保证包覆层均匀性和包覆速率是研究难点，需进 一步优化制备工艺参数，研制出性能更优的铜包铁 粉。

在深入研究铁粉包覆铜的基础上，继续开展包 覆其他种类金属的研宄，使其能够改善复合材料的 综合力学性能是发展趋势。

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