本发明专利技术提供一种多孔金属复合材料的制备方法，将多孔金属材料置于硝酸盐溶液中一定时间，取出干燥后，放入热处理装置中于500～800℃温度下保温4～10h，热处理装置中包含由常态下为气态的有机气体与保护气体的混合组成的混合气氛。采用本发明专利技术的制备方法，由于在多孔金属材料表面覆载了具有较强机械性能的碳纳米管材料，不仅增强了材料的比表面积，更有效增强了材料的抗拉强度和延伸性能；并且本发明专利技术的制备方法实现简单，工艺成本低，易实现规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种多孔材料的制备方法，特别涉及ー种。
技术介绍
镍氢动力电池的主要骨架材料——泡沫镍是ー种典型的多孔金属材料，目前，通用的泡沫镍在民用小电池的制备及应用都已非常成熟，但在应用于汽车动カ方面，却出现了较大的问题，主要表现在以下方面 (I)汽车的起动需要较大的电流放电，这个性能要求电池的相关结构在瞬间能承受较大电流的放电，并且要求电流的放电平衡。而目前这种泡沫镍材料制作的镍氢电池在遇到 EV或HEV汽车起动放电时，骨架材料非常容易遭到损坏，具体的表现为结构断裂，造成电池隔膜刺穿，电池正负极短路，重则引起电池爆炸，危及生命安全，轻则引起电动汽车的使用受到影响。(2)纯电动汽车要求应用的电源能有较大的能量密度以及体积密度，而目前的这种泡沫镍材料，因为需要确保材料一定的力学性能指标，整个材料的厚度无法有效降低，因此无法通过エ艺改善来提升其体积密度，从而改善电池的能量密度。其它多孔材料，如泡沫铜、泡沫镍铁等在应用于催化剂载体、过滤材料等领域吋，也由于物理性能特别是力学性能的抗拉强度较低而不适于采用，限制了其推广应用。因此改善多孔金属材料的力学性能、或是提供ー种力学性能优良的多孔金属材料的制备方法成为研究开发的ー个新方向。
技术实现思路
本专利技术g在提供一种提高材料的力学性能特别是抗拉强度和延伸率的。本专利技术方案如下 ー种，将多孔金属材料置于硝酸盐溶液中一定时间，取出干燥后，放入热处理装置中于500 800V温度下保温4 IOh，热处理装置中包含由常态下为气态的有机气体与保护气体的混合组成的混合气氛；所述的保护气体选择氮气、氢气或惰性气体中的ー种或多种混合气体。为保证材料的纯度，降低材料应用时因其它杂质带来的不良影响，硝酸盐优选采用其金属离子与多孔金属材料的金属为同种金属的硝酸盐，即如果是多孔镍基材，则选用硝酸镍溶液。为保证材料性能，硝酸盐的硝酸根浓度优选I 5mol/L，多孔金属材料置于硝酸盐中的时间优选20 30min。保证在多孔材料上覆载形成碳纳米管，混合气氛优选こ炔与保护气体组成的混合气体。考虑制造成本，混合气氛优选こ炔与氮气组成的混合气体。与现有技术相比，本专利技术的优点体现于 I.采用本专利技术的制备方法，由于在多孔金属材料表面覆载了具有较强机械性能的碳纳米管材料，增强了其内部孔连接结构的致密性和強度，由此不仅增强了材料的比表面积，更有效增强了材料的抗拉强度和延伸性能，同时提升了常规多孔金属导电性能，由此采用该材料制作的镍氢电池，其能量密度和体积密度都有明显改善。2.采用本专利技术的制备方法，在多孔金属材料表面覆载了碳纳米管材料，比表面积、抗拉强度等方面都有明显改善，拓宽了多孔金属材料在其它领域的应用范围。3.本专利技术提供的方法实现简单，エ艺成本低，易实现规模化生产。附图说明图I实施例I的多孔金属复合材料的SEM图。具体实施方式 实施例I 将95PPI，厚度为I. 6mm的多孔镍材料置于硝酸根浓度为I. 5mol/L的硝酸镍溶液中浸泡25min，然后取出干燥，再将干燥后的多孔镍材料置于热处理炉中，热处理炉中包含由氮气和こ炔组成的混合气氛，气体体积比为75%氮气，25%乙炔，在580°C条件下保温热处理8h,冷却。将上述方法制备得到的材料置于电子显微镜下观察，如图I所示，在呈三维网状的多孔镍金属材料上覆载复合了多壁碳纳米管材料。将上述覆载了碳纳米管的多孔镍复合材料与现有的常规多孔镍金属材料在相同条件下进行比表面积和抗拉强度检测。本专利技术的多孔镍复合材料比表面积平均值为2075. 7cm2/cm3,而常规多孔金属材料的比表面积平均值在1778.4 cm2/cm3，在综合比表面积方面前者比后者提升了近15%。在材料抗拉强度性能方面，前者比后者提升了近23%。实施例2 采用与实施例I基本相同制备方法，与其不同的エ艺条件如下 1.采用110PPI，厚度为I. 7mm的多孔铜材料为基体材料； 2.将多孔铜材料置于硝酸根浓度为2.5mol/L硝酸铜溶液中浸泡20min ； 3.热处理米用IS气与こ炔混合气体，气体体积比为65%氮气,35%こ炔，热处理温度为650°C，热处理时间为6h。将上述方法制备得到的材料置于电子显微镜下观察，在呈三维网状的多孔铜金属材料上覆载复合了多壁碳纳米管材料 上述覆载了碳纳米管的多孔铜复合材料的比表面积较常规多孔铜材料可提升近16%，而材料的抗拉强度也可提升25%。实施例3 采用实施例I基本相同的方式制备，与其不同的エ艺条件如下 1.采用120PPI，厚度为I.4mm的多孔镍铁材料为基体材料； 2.将多孔镍铁材料置于硝酸根浓度为4.5mol/L硝酸镍铁混合溶液中浸泡IOmin ； 3.热处理采用氦气与甲烷混合气体，气体体积比为60%氮气，40%こ炔，热处理温度为800°C，热处理时间为4h ； 将上述方法制备得到的材料置于电子显微镜下观察，在呈三维网状的多孔镍铁金属材料上覆载复合了多壁碳纳米管材料。上述覆载了碳纳米管的多孔镍铁金属复合材料比表面积较常规多孔镍铁材料可提升近18%，而材料的抗拉强度也可提升21%。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种多孔金属复合材料的制备方法，其特征在于将多孔金属材料置于硝酸盐溶液中一定时间，取出干燥后，放入热处理装置中于500 800°C温度下保温4 10h，热处理装置中包含由常态下为气态的有机气体与保护气体的混合组成的混合气氛；所述的保护气体选择氮气、氢气或惰性气体中的ー种或多种混合气体。2.如权利要求I所述的多孔金属复合材料的制备方法，其特征在于所述硝酸盐优选采用其金属离子与多孔金属材料的金属为同种金属的硝酸盐。3.如权利要求I或2所述的多孔金属复合材料的制备方法，其特征在于所述硝酸盐的硝酸根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈红辉，朱济群，黄小兵，周诗彪，陈远道，杨基峰，龙文贵，肖进春，
申请(专利权)人：常德力元新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。