金属泡沫的制备方法技术

本申请提供了用于制备金属泡沫的方法。本申请提供了一种方法，所述方法可以自由地控制金属泡沫的特性例如孔径和孔隙率，还可以制备常规难以生产的膜或片形式特别是薄膜或薄片形式的金属泡沫，以及可以制备具有优异的其他物理特性例如机械强度的金属泡沫。根据本申请的一个实例，还可以有效地形成其中如上所述的金属泡沫以良好的粘合力在金属基材上一体化的结构。

Preparation of metal foam

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属泡沫的制备方法
本申请要求基于于2017年7月6日提交的韩国专利申请第10-2017-0086014号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本申请涉及用于制备金属泡沫的方法。
技术介绍
金属泡沫由于具有多种且有用的特性例如轻质特性、能量吸收特性、绝热特性、耐火性或环境友好性而可以应用于包括轻质结构、运输机械、建筑材料或能量吸收装置等的各种领域。此外，金属泡沫不仅具有高比表面积，而且还可以进一步改善流体(例如，液体和气体)或电子的流动，并因此也可以通过应用于热交换器用基底、催化剂、传感器、致动器、二次电池、气体扩散层(gasdiffusionlayer，GDL)或微流体流控制器等而被有用地使用。
技术实现思路
技术问题本申请的一个目的是提供一种方法，所述方法可以自由地控制金属泡沫的特性例如孔径和孔隙率，还可以制备常规难以生产的膜或片的形式特别是薄膜或薄片的形式的金属泡沫，以及可以制备具有优异的其他物理特性例如机械强度的金属泡沫。此外，本申请的另一个目的是提供可被控制从而可以改变单一金属泡沫内部的孔特性的制备方法。技术方案在本申请中，术语金属泡沫或金属骨架意指包含金属作为主要组分的多孔结构。在此，金属作为主要组分意指基于金属泡沫或金属骨架的总重量，金属的比例为55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大、或者95重量％或更大。作为主要组分包含的金属的比例的上限没有特别限制。例如，金属的比例可以为100重量％或更小，或者小于约100重量％。术语多孔特性可以意指孔隙率为至少30％或更大、40％或更大、50％或更大、60％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大的情况。孔隙率的上限没有特别限制，并且可以为例如小于约100％、为约99％或更小、或者为大概约98％或更小。在此，孔隙率可以以已知的方式通过计算金属泡沫的密度等来计算。本申请的用于制备金属泡沫的方法可以包括烧结包含金属组分的金属泡沫前体的步骤。在本申请中，术语金属泡沫前体意指在为了形成金属泡沫而进行的过程例如烧结过程之前的结构，即在形成金属泡沫之前的结构。此外，即使当金属泡沫前体被称作多孔金属泡沫前体时，它本身也不一定是多孔的，并且只要其可以最终形成为多孔金属结构的金属泡沫，为了方便起见，就可以称作多孔金属泡沫前体。在本申请中，金属泡沫前体可以使用包含至少金属组分、分散剂和粘合剂的浆料形成。在此，作为金属组分，可以应用金属粉末。可应用的金属粉末的实例根据目的而确定，其没有特别限制，但是其可以例示为选自铜粉末、钼粉末、银粉末、铂粉末、金粉末、铝粉末、铬粉末、铟粉末、锡粉末、镁粉末、磷粉末、锌粉末和锰粉末中的任一种粉末，混合有前述两者或更多者的金属粉末，或者前述两者或更多者的合金的粉末，但不限于此。如有必要，金属组分可以包含具有在预定范围内的相对磁导率和电导率的金属组分作为任选的组分。这样的金属组分可以有助于在烧结过程中选择感应加热方法。然而，由于烧结不一定必须通过感应加热方法进行，因此具有上述磁导率和电导率的金属组分不是必需组分。在一个实例中，作为可以任选地添加的金属粉末，可以使用相对磁导率为90或更大的金属粉末。术语相对磁导率(μr)是相关材料的磁导率(μ)与真空中的磁导率(μ0)的比例(μ/μ0)。在另一实例中，相对磁导率可以为95或更大、100或更大、110或更大、120或更大、130或更大、140或更大、150或更大、160或更大、170或更大、180或更大、190或更大、200或更大、210或更大、220或更大、230或更大、240或更大、250或更大、260或更大、270或更大、280或更大、290或更大、300或更大、310或更大、320或更大、330或更大、340或更大、350或更大、360或更大、370或更大、380或更大、390或更大、400或更大、410或更大、420或更大、430或更大、440或更大、450或更大、460或更大、470或更大、480或更大、490或更大、500或更大、510或更大、520或更大、530或更大、540或更大、550或更大、560或更大、570或更大、580或更大、或者590或更大。相对磁导率的上限没有特别限制，因为该值越高，在应用感应加热的情况下就越有利。在一个实例中，相对磁导率的上限可以为例如约300,000或更小。可以任选地添加的金属粉末还可以为导电金属粉末。在本申请中，术语导电金属粉末可以意指在20℃下的电导率为约8MS/m或更大、9MS/m或更大、10MS/m或更大、11MS/m或更大、12MS/m或更大、13MS/m或更大、或者14.5MS/m的金属或其合金的粉末。电导率的上限没有特别限制，并且例如，可以为约30MS/m或更小、25MS/m或更小、或者20MS/m或更小。在本申请中，具有所述相对磁导率和电导率的金属粉末也可以简称作导电磁性金属粉末。这样的导电磁性金属粉末的具体实例可以例示为镍、铁或钴等的粉末，但不限于此。如果使用，则导电磁性金属粉末在总的金属粉末中的比例没有特别限制。例如，可以调节该比例使得该比例可以在感应加热时产生适当的焦耳热。例如，基于总的金属粉末的重量，金属粉末可以包含30重量％或更多的导电磁性金属粉末。在另一实例中，导电磁性金属粉末在金属粉末中的比例可以为约35重量％或更大、约40重量％或更大、约45重量％或更大、约50重量％或更大、约55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、或者90重量％或更大。导电磁性金属粉末比例的上限没有特别限制，并且可以为例如小于约100重量％、或者为95重量％或更小。然而，上述比例为示例性比例。金属粉末的尺寸还考虑期望的孔隙率或孔径等来选择，但是没有特别限制，其中金属粉末的平均粒径可以例如在约0.1μm至约200μm的范围内。在另一实例中，平均粒径可以为约0.5μm或更大、约1μm或更大、约2μm或更大、约3μm或更大、约4μm或更大、约5μm或更大、约6μm或更大、约7μm或更大、或者约8μm或更大。在另一实例中，平均粒径可以为约150μm或更小、100μm或更小、90μm或更小、80μm或更小、70μm或更小、60μm或更小、50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、或者20μm或更小。作为金属颗粒中的金属，还可以应用具有不同平均粒径的金属。平均粒径可以考虑期望的金属泡沫的形状(例如金属泡沫的厚度或孔隙率等)从适当的范围中选择。在此，金属粉末的平均粒径可以通过已知的粒度分析方法获得，并且例如，平均粒径可以为所谓的D50粒径。如上所述的浆料中的金属组分(金属粉末)的比例没有特别限制，其可以考虑期望的粘度和过程效率来选择。在一个实例中，基于重量，浆料中的金属组分的比例可以为0.5％至95％左右，但不限于此。在另一实例中，该比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备金属泡沫的方法，包括以下步骤：使用包含金属粉末、粘合剂和分散剂的第一浆料形成第一金属泡沫前体；使用包含金属粉末、粘合剂和分散剂并且具有与所述第一浆料的组成不同的组成的第二浆料在所述第一金属泡沫前体上形成第二金属泡沫前体；以及烧结所述金属泡沫前体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170706 KR 10-2017-00860141.一种用于制备金属泡沫的方法，包括以下步骤：使用包含金属粉末、粘合剂和分散剂的第一浆料形成第一金属泡沫前体；使用包含金属粉末、粘合剂和分散剂并且具有与所述第一浆料的组成不同的组成的第二浆料在所述第一金属泡沫前体上形成第二金属泡沫前体；以及烧结所述金属泡沫前体。


2.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述第一浆料和所述第二浆料各自包含相对于100重量份的所述金属粉末1重量份至500重量份的所述粘合剂；以及相对于100重量份的所述粘合剂10重量份至3,000重量份的所述分散剂。


3.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述金属粉末的平均粒径在0.1μm至约200μm的范围内。


4.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述粘合剂为烷基纤维素、聚碳酸亚烃酯或基于聚乙烯醇的粘合剂。


5.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述分散剂为醇。


6.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述浆料不包含溶剂。


7.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：金昭镇，柳东雨，李振圭，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR