专利摘要

本发明涉及一种铜镓合金、银镓合金的制备方法，包括将镓置于酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液中，加热使镓完全变成液态，静置，待反应完全即可制得铜镓合金或银镓合金。本发明利用液态镓吞噬溶液环境中置换出的铜/银单质，从而形成铜镓合金。本发明方法整个操作过程简单，系统不复杂，避免了高温环境，是一种便捷可行的合金制备方法。该方法利用溶液环境进行反应，避免了液态金属被氧化。同时，整个反应过程不需要准备高精度的铜粉和银粉，利用置换出的铜银颗粒便可以得到精度十分高的铜镓/银镓合金，具有优异的工业化生产前景。

权利要求

1.一种铜镓合金或银镓合金的制备方法，其特征在于，包括：将镓置于酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液中，加热使镓完全变成液态，静置，待反应完全即可制得铜镓合金或银镓合金。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液中氢离子的摩尔浓度≥0.1mol/L；

优选地，所述酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液的氢离子浓度为0.2mol/L-3mol/L。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述铜盐选自CuCl2、CuSO4、CuNO3中的一种或几种；所述银盐选自AgCl、Ag2SO4、AgNO3中的一种或几种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述酸性铜盐溶液中铜盐的质量浓度为5-20％；所述酸性银盐溶液中银盐的质量浓度为5-50％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，用浓度0.5mol/L-6mol/L的盐酸或浓度0.5mol/L-4mol/L的硝酸调节所述酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液的酸度。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以摩尔浓度为2mol/L的盐酸和质量浓度10％CuCl2溶液以体积比1:(1-9)配制所述酸性铜盐溶液；或者，以摩尔浓度2moL/L的硝酸和质量浓度20％AgNO3溶液以体积比1:(1-9)配制所述酸性银盐溶液。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，镓的纯度≥99％，优选采用纯镓；和/或，镓与所述铜盐的质量比为1:(0.8-5)；镓与所述银盐的质量比为1:(0.6-4)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，加热至镓的熔点以上使镓完全变成液态；优选加热至29-30℃。

9.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备酸性铜盐溶液或酸性银镓溶液；

2)将纯镓置于所述酸性铜盐溶液或酸性银镓溶液中，加热至温度29-30℃直至镓完全变成液态，静置1-12h，待反应完全或溶液变为透明后，去除溶液即可制得铜镓合金或银镓合金。

10.权利要求1-9任一项所述方法制备的铜镓合金或银镓合金。

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体涉及到一种铜镓合金、铜银合金的制备方法。

背景技术

人类利用金属的历史已有数千年。数千年间，金属在人类历史的发展过程中起到了非常重要的作用。金属铜和银无疑是其中优异的代表。铜器时代的光辉成就也已载入史册，银金属也广泛出现在人们的日常生活中。近年来，液态镓基合金因为其优异的性能，获得了快速的发展。将镓和铜、银金属的优点集合，制作成合金，成为研究者们追求的目标。

最近，科研研究发现，铜镓合金(CuGa2)具有非常优异的性能。铜镓合金与纯镓相比导热性导电率显著增加，附着力和成型性也同时大幅提升。这使得铜镓合金成为制作高导电电路的优异选择，正在得到越来越广泛的关注。而银镓合金除了其优异的导热导电性能外，也可作为口腔牙齿修复材料，获得了广泛的应用和关注。

然而，传统合金制备方法需要利用高温环境分别将铜镓银三种金属融化，然后均匀混合在一起，制成合金。这种方法需要高温环境，系统设备复杂，制作方法繁琐费时，通常要经过多个步骤，并且成本高，便捷性低，因而该方法的应用受到较大的限制。特别地，直接将铜粉和银粉与液态金属搅拌，不仅融合效果差，而且会使液态金属大量氧化，大大影响了形成合金的效果。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明对传统复杂的合金制作方法进行革新，从而提出一种快捷方便的铜镓合金、银镓合金的制备方法。

本发明研究发现，铜与镓以及银与镓之间具有优异的浸润性，且镓熔点低，在酸性溶液环境中，液态镓可以吞噬因为置换反应析出的铜、银颗粒，进而形成合金。基于该发现，特提出本发明。

具体而言，本发明提供一种铜镓合金或银镓合金的制备方法，包括：将镓置于酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液中，加热(例如至温度到镓的熔点以上)使镓完全变成液态，静置，待反应完全即可制得铜镓合金或银镓合金。

具体地，所述铜盐可选自CuCl2、CuSO4、CuNO3等铜盐中的一种或几种。所述银盐可选自AgCl、Ag2SO4、AgNO3等银盐中的一种或几种。

具体地，可用本领域常规酸调节酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液的酸度或pH。例如可用浓度0.5mol/L-6mol/L的盐酸或浓度0.5mol/L-4mol/L的硝酸调节酸度或pH。

其中，所述的酸性银盐溶液，可以选取质量浓度为5％～20％硝酸银溶液，优选地，酸性的添加可以通过浓度为0.5mol/L～4mol/L的硝酸实现。

进一步的研究发现，为保证铜镓合金、银镓合金的合成速度和吞噬效果，酸性铜盐溶液、酸性银盐溶液中氢离子的质量浓度不可低于0.1mol/L，即≥0.1mol/L。

优选地，所述酸性铜盐溶液或酸性银盐溶液的氢离子浓度为0.2mol/L-3mol/L。

进一步地，酸性铜盐溶液中铜盐的质量浓度为5-20％；酸性银盐溶液中银盐的质量浓度为5-50％。

在本发明一个具体实施方式中，以摩尔浓度为2mol/L的盐酸和质量浓度10％CuCl2溶液以体积比1:(1-9)配制所述酸性铜盐溶液。

在本发明另一个具体实施方式中，以摩尔浓度为2mol/L的硝酸和质量浓度20％AgNO3溶液以体积比1:(1-9)配制所述酸性银盐溶液。

研究发现，镓的纯度对于铜镓合金、银镓合金的合成速度和吞噬效果也有重要影响，以镓的纯度≥99％为佳，优选采用纯镓。

其中，对于制备铜镓合金的整个体系需要加热到镓的熔点29℃以上(例如30℃)，以保证纯镓以液态的形式存在。

进一步的研究发现，铜镓合金、银镓合金的形成速率还会受到反应温度和反应体系pH的影响，因此可以通过调节温度和酸性改变合金的形成速率。

一般地，待反应体系变为透明后反应即为完成，去除溶液便可得到高纯度铜镓合金、银镓合金。

一般地，反应时间为1-12h。

进一步地，镓与所述铜盐的质量比为1:(0.8-5)；镓与所述银盐的质量比为1:(0.6-4)。

具体地，上述铜镓合金或银镓合金的制备方法包括以下步骤：

1)制备酸性铜盐溶液或酸性银镓溶液；

2)将纯镓置于所述酸性铜盐溶液或酸性银镓溶液中，加热至温度29-30℃直至镓完全变成液态，静置1-12h，待反应完全或溶液变为透明后，去除溶液即可制得铜镓合金或银镓合金。

本发明还包括上述方法制备的铜镓合金、银镓合金。

有益效果：

本发明方法整个操作过程简单，系统不复杂，避免了高温环境，是一种便捷可行的合金制备方法。该方法利用溶液环境进行反应，避免了液态金属被氧化。同时，整个反应过程不需要准备高精度的铜粉和银粉，利用置换出的铜银颗粒便可以得到精度十分高的铜镓/银镓合金，具有优异的工业化生产前景。

附图说明

图1为本发明铜镓合金制备方法流程示意图；

其中，1为镓、2为氯化铜溶液。

图2表示实施例1铜镓合金制备方法过程；

其中，1为氯化铜溶液、2为镓，3为氯化镓溶液，4为铜镓合金；A表示反应前的氯化铜溶液和纯镓体系，B表示的是反应后的铜镓合金和氯化镓体系。

图3为实施例1制备的铜镓合金的实物图。

图4表示实施例1制备的能谱分析测试结果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

以图1铜镓合金制备方法流程示意图所示，主要包括：

S1：准备酸性铜盐溶液和纯镓；

S2：将纯镓置于酸性铜盐溶液中，加热溶液温度至高于29温度至镓完全变为液态；

S3：静置数小时，待反应完全，溶液变为透明后，去除溶液得到高纯度铜镓合金。

实施例1

将5ml质量浓度为10％的氯化铜溶液和5ml摩尔浓度为2mol/L的的盐酸溶液混合形成酸性的氯化铜溶液，向其中加入6g纯镓(图2A)，加热至30℃，至镓完全变为液态；静置，直至溶液变成透明色(图2B)，去除溶液得到高纯度铜镓合金(图3)。

将本实施例制备的铜镓合金利用能谱测试对其中所含的元素成分进行测试，发现其主要由铜和镓组成(图4)，证明了成功制备出了纯度较高的铜镓合金。

反应原理：因为镓和铜的在酸性溶液中的电极电势不同，镓比铜性质活泼。因此，镓可以将铜从溶液中还原出来。同时，因为镓和铜之间良好的浸润性，析出的铜颗粒可以被液态的纯镓吞噬，从而形成铜镓合金。

实施例2

将5ml质量浓度为20％的硝酸银溶液和5ml摩尔浓度为2mol/L的的硝酸溶液混合形成酸性的硝酸银溶液，向其中加入10g纯镓，加热至30℃，至镓完全变为液态；静置，直至溶液变成透明色，去除溶液得到高纯度银镓合金。

同样利用能谱测试对本实施例制备的银镓合金中所含的元素成分进行测试，发现其主要由银和镓组成，证明了成功制备出了纯度较高的银镓合金。

反应原理与实施例1近似。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

一种铜镓合金、银镓合金的制备方法专利购买费用说明

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A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

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