多孔烧结金属复合薄膜制造技术

本实用新型专利技术公开了多孔烧结金属复合薄膜。该多孔烧结金属复合薄膜包括具有过滤作用的过滤层和对所述过滤层进行保护的隔离层；所述过滤层包括多孔材料基材以及填充于所述多孔材料基材的孔隙中的分离层；所述分离层由含有金属氧化物的颗粒粉堆积而成；所述隔离层是由固溶体合金、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。小粒径的颗粒粉相互堆积形成的间隙孔孔径小，可以作为过滤孔，使整个过滤层实现高精度过滤。得隔离层具有优异的物化稳定性，使分离层疏松地形成“人工滤饼层”，满足高的透气量。由于隔离层主要起保护过滤层的作用，因此可以避免采用小粒径的原料粉，显著降低生产成本。

Porous sintered metal composite films

【技术实现步骤摘要】
多孔烧结金属复合薄膜
本技术涉及过滤材料
，具体而言，涉及多孔烧结金属复合薄膜。
技术介绍
申请人提交了申请号为201510274798.3、名称为“一种多孔薄膜及多孔薄膜的制备方法”等多项申请，公开了一种以304不锈钢筛网或Cu网为支撑膜，通过负载浆体、烧结等工艺来制备多孔薄膜的方法，解决了多孔薄膜的孔隙率与材料的可成型性以及成型后多孔薄膜的强度往往相互矛盾的问题。但是，仍有一个难以完美解决的问题，即过滤精度的问题。现有技术主要通过降低原料粉末粒径、坯体压制或增加产品厚度来加强孔道拦截效应等方法来保证拦截效率，然而可应用于规模化生产的小粒径的金属粉末较难生产且成本较高，不利于批量化生产。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种成本低但过滤性能优异的多孔烧结金属复合薄膜及其制备方法。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种多孔烧结金属复合薄膜。该多孔烧结金属复合薄膜包括具有过滤作用的过滤层和对所述过滤层进行保护的隔离层；所述过滤层包括多孔材料基材以及填充于所述多孔材料基材的孔隙中的分离层；所述分离层由含有金属氧化物的颗粒粉堆积而成；所述隔离层是由固溶体合金、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。本申请采用含有金属氧化物的颗粒粉所负载的多孔材料基材作为过滤层，小粒径的颗粒粉易获得，小粒径的颗粒粉相互堆积形成的间隙孔孔径小，可以作为过滤孔，使整个过滤层实现高精度过滤。分离层中的多孔材料基材的孔隙可以被颗粒粉全部填充，也可被部分填充，当部分填充时，颗粒粉还可以起到降低多孔材料基材孔径的作用。以由固溶体合金、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为隔离层，使得隔离层具有优异的物化稳定性，可以避免低温烧结引起的颗粒粉掉落，使分离层疏松地形成“人工滤饼层”，满足高的透气量。由于隔离层主要起保护过滤层的作用，因此可以避免采用小粒径的原料粉，显著降低生产成本。进一步地，所述隔离层由金属粉自身烧结反应而成或由金属粉与所述多孔材料基材烧结反应而成，烧结过程中，所述颗粒粉与所述金属粉不发生反应。为了保证透气性和膜层韧性，优选使金属粉与颗粒粉、颗粒粉与颗粒粉间在烧结过程中不反应，而是通过金属粉与多孔材料基材之间的冶金结合来实现隔离层与过滤层之间的连接。进一步地，所述金属氧化物为氧化铝、氧化锆、氧化钛中的任意几种；这些金属氧化物的熔融温度高，在烧结过程中，可以保持很好的稳定性。所述颗粒粉为电气石粉或负离子粉，由此，价格更低廉且环保，其中，电气石是多元素的天然矿物，主要化学成分是SiO2、TiO2、CaO、K2O、LiO、Al2O3、B2O3、MgO、Na2O、Fe2O3、FeO、MnO和P2O5，电气石主要成分有镁、铝、铁、硼等10多种对人体有利的微量元素，由于它是一种结构特殊的极性结晶体，自身能长期产生电离子，并永久释放空气负离子和远红外线，非常适合于作为空气过滤介质的组成材料，而电气石粉是把电气石原矿经过去除杂质后，经过机械粉碎得到的粉体；负离子粉是人类利用自然界产生负离子的原理人工合成或者配比的一种复合矿物，一般是电气石粉+镧系元素或者稀土元素，其中稀土元素的配比比例大大超过了电气石粉，负离子粉可释放负离子有净化气态污染物的作用，比如甲醛、甲苯等。进一步地，所述颗粒粉的粒径为0.1-5μm；颗粒粉的粒径越大，一来不易相互粘接，易造成颗粒掉落，且相互堆叠后形成的间隙孔较大，过滤精度低；颗粒粉的粒径越小，比表面积越高，容易相互团聚，造成闭孔，使得透气度低；由上述粒径的颗粒粉填充所得的分离层具有较小的孔径、较高的孔隙率且结构稳定。进一步地，所述分离层的厚度≥多孔材料基材厚度的0.3倍且≤多孔材料基材的厚度。由此，分离层可以在较长的时间下保持较好的过滤效果。进一步地，所述多孔材料基材为金属材质，其孔径为40-200μm、厚度为0.08-0.4mm、孔隙率为30-80％；选用上述参数的多孔材料基材，易获得结构稳定、过滤阻力小的过滤层。所述多孔材料基材为金属材质可以选用具有上述参数的金属筛网、金属纤维毡或泡沫金属等金属多孔材料，其中，优选采用表面较为平整的金属筛网和泡沫金属，这样易控制金属氧化物颗粒的填充厚度，即分离层的厚度。更进一步地，优选采用泡沫金属，其具有三维网状的孔隙结构，其孔隙率高，相应所得的分离层的孔隙率也更高。进一步地，所述隔离层的孔径为10-30μm、厚度为10-70μm。由此，不仅可以实现粗滤，不影响整个薄膜的过滤阻力，还可以给予过滤层较好的防护。由于多孔材料基材可以不被全部填充，因此，多孔材料基材的靠近外表面的部分空隙中也可能含有隔离层。此外，由于分离层的多孔性，在分离层的靠近外表面的部分孔隙中也可能含有隔离层。为了实现上述目的，根据本技术的另一个方面，还提供了多孔烧结金属复合薄膜的制备方法。该多孔烧结金属复合薄膜的制备方法包括以下步骤：1)将含有金属氧化物的颗粒粉、粘接剂和分散剂配制为第一浆体；将金属粉、粘接剂和分散剂配制为第二浆体；2)使所述第一浆体填充于所述多孔材料基材的孔隙中，然后干燥，得到第一坯体；3)使所述第二浆体附着于所述第一坯体的外表面，然后干燥，得到第二坯体；4)对所述第二坯体进行烧结，使所述金属粉转化为隔离层，即得到所述多孔烧结金属复合薄膜。本申请的多孔烧结金属复合薄膜的制备方法得工艺简单，只需要对现有的工艺进行简单的改进即可，很适合于批量化生产。进一步地，还包括在步骤3)之前对所述第一坯体进行表面处理，以使所述第一浆体在所述多孔材料基材的外表面的附着面积少于40％。进一步地，还包括在步骤3)之前对所述第一坯体进行轧制。一来可以提升第一浆体的附着强度，二来可以提升颗粒粉的堆积密度，使最终过滤层的平均孔径更小且分布更均匀。采用轧制机、模压机、等静压机等对所述第一坯体进行轧制即可，轧制压力的大小为20-200T(1T等于133.322Pa)为宜。进一步地，还包括在步骤4)之前对所述第二坯体进行轧制。一来可以提升第二浆体的附着强度，二来可以提升金属粉的堆积密度，降低隔离层的孔径大小。采用轧制机、模压机、等静压机等对所述第一坯体进行轧制即可，轧制压力的大小为50-400T。进一步地，所述第一浆体按照每1L分散剂中含有200-500g颗粒粉、20-70g粘接剂的配比配制。颗粒粉在第一浆体中的浓度很重要，具有上述浓度的第一浆体的流动性适宜，可以获得厚度均匀且无缺陷的分离层。此外，所述分散剂为水，所述粘结剂为PVA、SBR、MC、HPMC中的至少一种；或所述分散剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、甲苯中的任意一种，所述粘结剂为PE、PVB、PVC、PA、PMA、聚乙烯醇、聚乙二醇、石蜡中的至少一种。所述固溶体为Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体、Ni-Cu固溶体、Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多孔烧结金属复合薄膜，其特征在于：/n包括具有过滤作用的过滤层(1)和对所述过滤层(1)进行保护的隔离层(2)；/n所述过滤层(1)包括多孔材料基材(11)以及填充于所述多孔材料基材(11)的孔隙中的分离层(12)；所述分离层(12)由金属氧化物颗粒粉构成；/n所述隔离层(2)是由固溶体合金为基体相的金属多孔材料构成的薄片。/n

【技术特征摘要】
1.多孔烧结金属复合薄膜，其特征在于：
包括具有过滤作用的过滤层(1)和对所述过滤层(1)进行保护的隔离层(2)；
所述过滤层(1)包括多孔材料基材(11)以及填充于所述多孔材料基材(11)的孔隙中的分离层(12)；所述分离层(12)由金属氧化物颗粒粉构成；
所述隔离层(2)是由固溶体合金为基体相的金属多孔材料构成的薄片。


2.多孔烧结金属复合薄膜，其特征在于：
包括具有过滤作用的过滤层(1)和对所述过滤层(1)进行保护的隔离层(2)；
所述过滤层(1)包括多孔材料基材(11)以及填充于所述多孔材料基材(11)的孔隙中的分离层(12)；所述分离层(12)由金属氧化物颗粒粉构成；
所述隔离层(2)是由面心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料构成的薄片。


3.多孔烧结金属复合薄膜，其特征在于：...

【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：新型
国别省市：四川;51