Methods for obtaining ultrafine copper powders from the etching waste of the printed circuit boards are described. Modes of obtaining copper powder in the anode-synthesized chlorideammonium electrolyte using vibrocathode that allows intensifying the process as compared to the similar one at the stationary cathode by reducing diffusion layer are described. The productivity of copper powder obtaining in the offered terms is 0.25 g/(cm2·h), mean particle size is 3-4 microns. High efficiency of the process compared with the use of sulphate electrolytes, and a positive effect of the shape and size of the obtained copper powder on the processes of alloying Fe-based materials are reported. Properties of the antifriction materials doped with the obtained cathode copper powder in comparison with the materials alloyed with the PMS-1copper powder are considered. The effect of the working properties improvement of the samples doped with copper powder obtained from a copper-ammonium solution is observed.
ultrafine powders, nanosized powders, electrolysis, vibrocathode, metallic waste reclamation
Введение. В настоящее время разработан большой арсенал методов получения ультрадисперсных и наноразмерных
порошков, обладающих заданными физико-химическими свойствами [1–5]. Особую актуальность приобретает поиск
высокопроизводительных, простых, доступных, экологически безопасных способов. Одним из возможных подходов к
решению данной проблемы может служить использование методов электрохимического синтеза порошков из медно-
аммиачных растворов травления печатных плат и анодно-синтезируемых хлоридно-аммониевых электролитов с
применением виброэлектрода [6]. Существенным достоинством этих методов является высокая производительность.
Виброэлектрод представляет собой «Ш-образный» сердечник с электрическими обмотками, к которому присоединен рифленый катод [7]. Частота колебаний постоянна и равна 100 Гц, а амплитуда ~2 мм. Существенным достоинством этих
методов является высокая производительность, которая способствует возможности утилизации большого класса
металлсодержащих отходов
1. Baimbetov, B.S., et al. Sposob polucheniya mednogo poroshka elektrolizom iz sul´fatnykh elektrolitov i ustroystvo dlya ego sushchestvleniya: patent 2022717 Ros. Federatsiya: B 22 F 9/16, B 22 F 9/18, B 22 F 9/02. [Technique for electrolyzing copper powder from sulphate electrolytes and device for its implementation.] RF atent no. 2022717, 1994 (in Russian).
2. He, W., Duan, X.C., Zhu, L. Characterization of ultrafine copper powder prepared by novel electrodeposition method. J. Centr. South Univ. Technol., 2009, vol. 16, pp. 708-712.
3. Nekouei, R.K., Rashchi, F., Amadeh, A.A. Using design of experiments in synthesis of ultra-fine copper particles by electrolysis. Powder Technol. 2013, vol. 237, pp. 165-171.
4. Pavlovic, M.G., Pavlovic, Lj., Maksimovic, V., Nikolic, N., Popov, K. Characterization and morphology of copper powder particles as a function of different electrolytic regimes. Int. J. Electrochem. Sci., 2010, vol. 5, pp. 1862-1878.
5. Wang, M.Y., Wang, Z., Guo, Z.C. Preparation of electrolytic copper powders with high current efficiency enhanced by super gravity field and its mechanism. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2010, vol. 20, pp. 1154-1160.
6. Rybalko, Е.А. Elektrokhimicheskoe poluchenie ul´tradispersnykh mnogokomponentnykh poroshkov v protsessakh utilizatsii med´soderzhashchikh materialov : avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk. [Electrochemical production of ultrafine multicomponent powders in the process of copper materials recycling: Cand.Sci. (Eng.) diss., author’s abstract.] Novocherkassk, 2013, 16 p. (in Russian).
7. Bondarenko, A.V. Izluchatel´ nizkochastotnykh kolebaniy v zhidkuyu sredu . [Emitter of low-frequency oscillations in the liquid medium.] USSR Author’s Certificate no. 1089144/26-10, 1968 (in Russian).
8. Dorofeyev, Yu.G., et al. Poluchenie mednykh poroshkov iz ammiakatnykh elektrolitov i ikh svoystva. [Copper powder production from ammoniate electrolytes and their properties.] Izvestia: Powder Metallurgy and Functional Coatings, 2012, no. 3, pp. 3-7 (in Russian).
9. Gorlenko, A.O., Klyushnikov, M.L. Tribotekhnicheskie ispytaniya podshipnikov skol´zheniya. [Tribological tests of plain bearings.] Nauka i proizvodstvo: sb. trudov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. [Science and Industry: Proc. Int.Sie.-Pract. Conf.] Bryansk, 2009, part 2, pp. 22-23 (in Russian).
