多孔铝的制造方法技术

一种多孔铝的制造方法，其包括如下工序：对于作为铝粉末与载体粉末的混合粉末的、铝粉末相对于该混合粉末全体的体积比例为5～30％的混合粉末，以200MPa以上的压力进行加压成型的工序；对于加压成型体，在非活性气氛中在铝粉末的熔点以上且小于700℃的温度区域进行热处理，从而进行烧结的工序；以及从烧结体除去载体粉末的工序，利用该多孔铝的制造方法，容易制造适合于锂离子二次电池的集电体、各种过滤器的气孔率高且孔径一致的多孔铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合于锂离子二次电池的集电体、各种过滤器、催化剂担体、热交换器、吸声材料等的气孔率高且孔径一致的。
技术介绍
作为多孔金属的制造方法，已知如下方法:在熔融的金属中混合氢化钛等发泡剂，在含有所产生的气体的状态下进行凝固的熔体发泡法(专利文献I);将金属粉末与氯化钠等间隔材料(spacer material)混合、压缩成型后,对金属粉末进行通电加热，除去间隔材料的间隔法(spacer method)(专利文献2)等。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11-302765号公报专利文献2:日本特开2004-156092号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题就上述熔体发泡法而言，除了发泡剂为高价之外，所制成的多孔体为闭孔型，从而不适合于必须填充活性物质的集电体、要求流体透过性的过滤器。此外，就利用通电加热来烧结的以往的间隔法而言，由于需要大电流而尺寸被限制，难以制造实用的多孔金属。用于解决课题的方法本专利技术人等鉴于上述课题进行深入研究，结果发现，通过适当地选择在间隔法中使用的铝粉末和载体粉末各自的粒径以及体积比例，进而控制加压成型条件、热处理条件，从而简单地制造高气孔率的多孔金属方法，由此完成了本专利技术。即，本专利技术在权利要求1中提出一种，其包括如下工序:对于作为招粉末与载体粉末的混合粉末的、招粉末相对于该混合粉末全体的体积比例为5~30%的混合粉末，以200MPa以上的压力进行加压成型的工序；对于加压成型体，在非活性气氛中在铝粉末的熔点以上且小于700°C的温度区域进行热处理，从而进行烧结的工序；以及从烧结体除去载体粉末的工序。本专利技术的权利要求2涉及权利要求1，其包括如下工序:对于上述混合粉末，在与金属板复合化的状态下，以200MPa以上的压力进行加压成型的工序；对于加压成型体，在非活性气氛中在铝粉末的熔点以上且小于700°C的温度区域进行热处理，从而进行烧结的工序；以及从烧结体除去载体粉末的工序。本专利技术的权利要求3涉及权利要求1或2，将上述铝粉末的粒径和体积分别规定为dal、Val，将所述载体粉末的粒径和体积分别规定为ds、Vs时，使被铝粉末覆盖的载体粉末表面的被覆面积比例C = {(ValXds)/(4VsXdal)} XlOO为70%以上。 本专利技术的权利要求4涉及权利要求1~3中的任一项，使上述载体粉末为氯化钠、氯化钾或者它们的混合物。本专利技术的权利要求5涉及权利要求1~4中的任一项，使上述铝粉末含有纯铝粉末和招合金粉末中的至少一方。本专利技术的权利要求6涉及权利要求5，使上述铝粉末含有添加元素粉末。专利技术效果在本专利技术中，通过调节铝粉末和载体粉末的粒径以及它们的体积比例，使铝粉末彼此可靠地接触的同时施加充分的压力，从而破坏铝粉末表面的氧化皮膜，使新生面露出。并且，通过对于铝粉末与载体粉末的混合粉末，在铝粉末的熔点以上的温度且小于700°C的温度区域，在非活性气氛中进行热处理，能够使铝粉末彼此牢固地结合。其结果是，能够得到开孔型且气孔率高的多孔铝。此外，通过将铝粉末和载体粉末的混合粉末与金属板复合化，能够提高多孔铝的强度。进而，通过加入作为铝粉末的铝合金粉末、添加元素粉末，对铝进行合金化，进而使其含有铝与其他金属的金属间化合物，能够提高多孔铝的强度。并且，利用这样的制造方法，能够得到基本上不受尺寸限制的多孔铝。【附图说明】 图1是负荷保持性的测定中使用的强度测定用夹具的主视图。【具体实施方式】(a)多孔铝通过本专利技术制造的多孔铝可以通过对于以规定的体积比例混合的铝粉末与载体粉末的混合粉末，进行加压成型后，对于该加压成型体在非活性气氛中进行热处理来烧结，最终除去载体粉末而得到。此外，也可以将混合粉末与金属板复合化。多孔铝由除去了载体粉末的空隙和形成该空隙的周围的、烧结铝粉末的结合金属粉末壁构成。在结合金属粉末壁中，形成有很多微小的孔。多孔铝具有空隙彼此通过这些微小孔而连结的开孔型结构。(b)铝粉末对于本专利技术中所使用的铝粉末，使用纯铝粉末、铝合金粉末或者它们的混合物。在使用环境下合金成分成为耐蚀性变差的原因的情况下，优选使用纯铝粉末。所谓的纯铝是纯度为99.0质量％以上的铝。另一方面，在想要得到更高强度的情况下，优选使用铝合金粉末或者其与纯铝粉末的混合物。作为铝合金，可以使用1000系、2000系、3000系、4000系、5000系、6000系、7000系的铝合金。铝粉末的粒径优选为I~50 μ m。在制造多孔铝时，为了使载体粉末的表面被铝粉末均匀地覆盖，铝粉末的粒径优选较小，进一步优选为I~10 μ m。铝粉末的粒径由利用激光衍射散射法(微跟踪法(micro track method))测定的中位径规定。(C)添加元素粉末铝粉末也可以为在纯铝粉末中加入添加元素粉末的混合物。对于这样的添加元素，适合使用选自镁、硅、钛、铁、镍、铜和锌等中的一个或者由二个以上的任意组合构成的多个元素。这样的混合物通过热处理形成铝与添加元素的合金。此外，根据添加元素的种类，还形成铝与添加元素的金属间化合物。多孔铝通过含有这样的铝的合金、金属间化合物，能够在多孔铝中得到各种效果。例如，就硅、铜等添加元素与铝的铝合金而言，铝粉末的熔点降低，能够降低热处理所需的温度。其结果是，能够减少制造所需的能量的同时，通过合金化，能够提高多孔铝的强度。此外，在形成铝与镍等添加元素的金属间化合物的情况下，在形成时放热而促进烧结的同时，形成分散有金属间化合物的组织，从而能够实现多孔铝的高强度化。此外，铝粉末可以是在铝合金粉末中加入添加元素粉末而得到的铝粉末，也可以是在铝合金粉末与纯铝粉末的混合物中加入添加元素粉末而得到的铝粉末。在这些铝粉末的情况下，会形成新的合金系、金属间化合物。进而，作为添加元素粉末，也可以使用将多个添加元素粉末彼此合金化的添加元素合金粉末。相对于铝合金粉末或纯铝粉末的添加元素粉末或添加元素合金粉末的添加量可以根据所形成的合金、金属间化合物的化学式量来适当地决定。此外，添加元素粉末的粒径优选为I~50μπι。为了实现与纯铝粉末、铝合金粉末和载体粉末的充分混合，添加元素粉末的粒径优选较微小。添加元素粉末使用其粒径至少比载体粉末的粒径小的添加元素粉末。与铝粉末同样地，添加元素粉末的粒径由利用激光衍射散射法(微跟踪法)测定的中位径来规定。(d)载体粉末在本专利技术中，作为载体粉末，使用如下载体粉末:在从混合到除去载体粉末的工序中，不与铝粉末发生反应，并且通过溶解、分解能够容易从成为加压成型体的之后的被处理体中除去。作为这样的载体粉末，可以使用氯化钠、氯化铵、氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化钾、氯化镍、氯化 锌、碳酸氢铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、亚磷酸氢钾、磷酸钾、硫酸镁、硫酸钾以及碱土类金属的卤化物等无机盐；分类为单糖类、二糖类或三糖类的蔗糖、乳糖等结晶性碳水化合物；聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯蜡、羧甲基纤维素钠等有机高分子化合物。它们当中，优选水溶性无机盐。从获得、操作的容易性方面考虑，特别优选氯化钠和氯化钾。由于通过除去载体粉末而形成的空间成为多孔铝的孔，因而载体粉末的粒径反映在孔径上。因此，本专利技术中所使用的载体粉末的粒径优选设为10~1000 μ m。载体粉末的粒径由筛孔尺寸规定。因此，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔铝的制造方法，其包括如下工序：对于作为铝粉末与载体粉末的混合粉末的、铝粉末相对于该混合粉末全体的体积比例为5～30％的混合粉末，以200MPa以上的压力进行加压成型的工序；对于加压成型体，在非活性气氛中在铝粉末的熔点以上且小于700℃的温度区域进行热处理，从而进行烧结的工序；以及从烧结体除去载体粉末的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.06 JP 2012-0009861.一种多孔铝的制造方法，其包括如下工序: 对于作为招粉末与载体粉末的混合粉末的、招粉末相对于该混合粉末全体的体积比例为5~30%的混合粉末，以200MPa以上的压力进行加压成型的工序； 对于加压成型体，在非活性气氛中在铝粉末的熔点以上且小于700°C的温度区域进行热处理，从而进行烧结的工序；以及 从烧结体除去载体粉末的工序。2.根据权利要求1所述的多孔铝的制造方法，其包括如下工序: 对于所述混合粉末，在与金属板复合化的状态下，以200MPa以上的压力进行加压成型的工序； 对于加压成型体，在非活性气氛中在铝粉末的熔点...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中佑一，儿岛洋一，本川幸翁，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP