多孔金属箔的制备方法技术

本发明专利技术公开了多孔金属箔的制备方法，该多孔金属箔是由金属多孔材料所构成的薄片，其步骤包括：(1)将构成其金属多孔材料的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液；(2)将所述悬浊液注入制膜工装的成型模腔内并使之干燥形成一均质的膜片；(3)对膜片进行压制提高膜片内粉末颗粒堆积致密度；(4)将压制后膜片进行烧结后得到多孔金属箔。由于压制步骤提高膜片内粉末颗粒堆积致密度，可使柔性多孔金属箔的平均孔径更小且更均匀；通过对压制压力的选择可以控制柔性多孔金属箔的平均孔径大小。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术的申请人于2014年10月31日提交了申请号为2014106089803、名称“柔性多孔金属箔及其制备方法”的专利技术专利申请。该在先申请的说明书中提供DE柔性多孔金属箔及其制备方法可能与本申请存在技术上的关联。由于该在先申请在本申请的申请日尚未公开，故本说明书的下述内容中多涉及到该在先申请中的内容，以便公众在阅读本申请文件时能够更为全面、清楚了解本柔性多孔金属箔及其制备技术。
本专利技术涉及烧结金属多孔材料及其制备，具体涉及柔性多孔金属箔及柔性多孔金属箔的制备方法。
技术介绍
烧结金属多孔材料的主要用作过滤材料。在具体应用中，需将烧结金属多孔材料制成一定形状和构造的过滤元件，然后将过滤元件安装到过滤装置中。现有的烧结金属多孔材料过滤元件基本上都为刚性的管型或板型结构。它们的制备原理类似，即大致上为：先通过专门的成型模具将构成该金属多孔材料的原料粉压制成管型或板型的压坯(一般采用等静压成型技术)，然后再对压坯进行烧结，烧结后得到产品。上述管型或板型的烧结金属多孔材料过滤元件由于受其形状、构造以及附带而来的对过滤装置及系统的相应要求的影响，使用范围受限。由于烧结金属多孔材料过滤元件在化学侵蚀的抵抗性、材料不可逆污染抵抗性、机械强度等方面上相比目前的过滤元件(例如有机过滤膜)具有更强的优势，因此，开发出在多个领域中能够相应替代原有过滤元件的新型烧结金属多孔材料过滤元件很有意义。在上述背景基础上，申请人开创性提出开发一种柔性多孔金属箔。即，由金属多孔材料所构成可比较自由的弯曲甚至可折迭的薄片。论文“Ti-Al金属间化合物多孔材料的研究进展，江垚等，中国材料进展，第29卷，第3期，2010年3月”的第2.3中节描述了一种Ti-Al金属间化合物纸型膜的制备工艺。由于上述纸型膜由Ti-Al金属间化合物构成，因此仍是一种刚性材料。
技术实现思路
本专利技术首先要提供几种柔性多孔金属箔以及柔性多孔金属箔的制备方法；本专利技术其次要提供几种多孔金属箔(柔性和刚性均可)的制备方法；本专利技术还要提供可用于上述方法的制膜工装。本专利技术所要提供的第一种柔性多孔金属箔，是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度为5～200μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％，且由一个均质的膜片烧结而成。具体而言，该柔性多孔金属箔首先在材料成分上是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属构成，从而保证该柔性多孔金属箔的柔性。其次，构成该柔性多孔金属箔的金属材料应当是多孔材料，其孔结构表征为平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％，这样，柔性多孔金属箔可满足广泛的过滤分离要求。另外，柔性多孔金属箔(薄片)的厚度为5～200μm，一般为10～60μm。更重要的是，该柔性多孔金属箔由一个均质的膜片烧结而成。所谓“均质”表示膜片的成分大致上均匀，即本质上区别于在
技术介绍
“Ti-Al金属间化合物多孔材料的研究进展”中提及的经过了覆膜处理后、反应合成前的铝箔。覆膜处理后、反应合成前的铝箔可理解为一种非对称形态的薄片。而“非对称”的含义在烧结金属多孔材料领域是通用的。本专利技术中的“均质”即是相对于“非对称”所提出区别概念。由于本专利技术的柔性多孔金属箔由一个均质的膜片烧结而成，因此该箔片的孔径分布更均匀、箔片平整度等更好。所述薄片可以由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。例如，所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体或Fe-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。又例如，所述薄片优选由Ni-Cu固溶体金属多孔材料所构成，这时可要求该多孔材料的众多孔隙中有75％以上孔径差在小于70μm的范围内。另外，Ni-Cu固溶体金属多孔材料在柔性(可多次折迭)和化学稳定性等方面都比较理想，且在烧结形成的多孔材料的渗透性上也十分优异，因此应用范围相对比较广泛。所述薄片还可以由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。例如，所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片也可以由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片还可以由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。本专利技术的上述柔性多孔金属箔具有广阔的应用空间，例如：在工业上，可用于纺织和制革工业中的余热回收、药剂回收、污染控制，食品加工工业中的净化、浓缩、消毒、副产品回收，医药及保健行业中的人造气管、控制释放、血液过滤、水净化，汽车工业中的滤清器；在民用上可作为口罩的粉尘过滤材料以及带静电除尘功能的窗帘材料。本专利技术上述柔性多孔金属箔的一种制备方法的步骤包括：(1)将构成其金属多孔材料的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液；(2)将所述悬浊液注入制膜工装的成型模腔内并使之烘干形成一均质的膜片；(3)将所述膜片装入与该膜片外形吻合的烧结工装内然后进行约束烧结，烧结后从烧结工装内取出并得到柔性多孔金属箔。上述方法中，如柔性多孔金属箔由Ni-Cu固溶体的金属多孔材料构成，为了制备高性能的Ni-Cu柔性多孔金属箔，则，步骤(1)中，先将Ni粉和Cu粉均匀混合形成原料粉，其中Cu粉质量为原料粉质量的30～60％，然后以乙醇为分散剂、以PVB为粘结剂，按PVB与乙醇的质量比为(0.5～5):100的比例将PVB加入乙醇中制成PVB溶液，此后再按每100ml乙醇中加入原料粉20～50g的比例将原料粉加入PVB溶液中，通过搅拌使原料粉充分分散均匀，得到粘稠状的悬浊液；步骤(3)中，烧结工艺包括将烧结温度逐渐升至520～580℃并保温60～180min的第一烧结阶段以及在第一阶段后以≥5℃/min的升温速率直接升温至1130～1180℃并保温120～300min的第二烧结阶段。可用于上述方法的制膜工装，包括：固定部，所述固定部包括用于成型膜片边缘的模框；调节部，所述调节部包括与模框配合用于成型膜片底面的模板，所述模板连接有可使该模板在模框的深度方向上移动的调节装置；活动部，所述活动部包括位于模框顶面并且在工作过程中刃口与模框顶面保持齐平的刮刀。该制膜工装能够比较准确的控制膜片的厚度，并且保证膜片厚度的均匀性以及膜片表面的平整度。作为所述调节装置的一种具体实施方式，调节装置包括与模框相对固定并分别与模板底面四角连接且独立工作的高度调节机构。这样可分别对模板的四角高度进行调节，保证模板...

【技术保护点】
多孔金属箔的制备方法，该多孔金属箔是由金属多孔材料所构成的薄片，其步骤包括：(1)将构成其金属多孔材料的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液；(2)将所述悬浊液注入制膜工装的成型模腔内并使之干燥形成一均质的膜片；(3)对膜片进行压制提高膜片内粉末颗粒堆积致密度；(4)将压制后膜片进行烧结后得到柔性多孔金属箔。

【技术特征摘要】
1.多孔金属箔的制备方法，该多孔金属箔是由金属多孔材料所构成的薄片，其步骤包括：
(1)将构成其金属多孔材料的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液；(2)将所述
悬浊液注入制膜工装的成型模腔内并使之干燥形成一均质的膜片；(3)对膜片进行压制提高
膜片内粉末颗粒堆积致密度；(4)将压制后膜片进行烧结后得到柔性多孔金属箔。
2.多孔金属箔的制备方法，该多孔金属箔是由金属多孔材料所构成的薄片，其步骤包括：
(1)将构成其金属多孔材料的原料粉用分散剂和粘结剂配置成泥状膏体；(2)对膏体进行压
制形成均质的膜片；(3)将压制后膜片进行烧结后得到柔性多孔金属箔。
3.多孔金属箔的制备方法，该多孔金属箔是由金属多孔材料所构成的薄片，其步骤包括：
(1)准备载体，所述载体是由构成柔性多孔金属箔的金属多孔材料中的某一元素或几种元素
所构成的箔片；(2)将构成金属多孔材料的其余元素制成的原料粉用分散剂和粘结剂配置成
粘稠状的悬浊液；(3)将所述悬浊液附着于载体表面并使之干燥形成附着于载体表面上的膜
片；(4)对附着膜片的载体进行压制提高膜片内粉末颗粒堆积致密度；(5)对压制后附着膜
片的载体进行烧结后得到柔性多孔金属箔。
4.如权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，汪涛，王韬，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51