专利名称：一种铜金属多孔材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属材料领域，特别是涉及一种铜金属多孔材料的制 备方法。
背景技术：
多孔金属材料是近年来发展的一种兼具功能和结构双重属性的功能结 构材料，该类材料具有良好的吸能性能、高阻尼性能、吸声性能及良好的 导热导电性能，且密度小、比表面积大，成为当前材料类研究的热点方向 之一。目前，制备多孔金属材料的方法有以下几种O)液相法主要有 颗粒渗流法、精密铸造法、熔融金属发泡法和空心球铸造法。采用该方法 可制备孔隙率高、尺寸大、闭孔结构的多孔金属，但制备过程控制较为复 杂，孔结构分布均匀性不高。(2)粉末冶金法主要包括粉末烧结发泡 法、烧结-脱溶法、松散粉末烧结法和中空球烧结法等。该法的优点是工艺 简单、成本低，缺点是材料强度低。(3)沉积法主要包括金属气相蒸发 沉积法、原子溅射沉积法和电化学沉积法三种。采用沉积法方法的特点是 孔隙率高且孔隙分布非常均匀，但成本高，生产工序长，操作条件要求严 格。
发明内容
为了克服现有技术存在的孔结构分布不均匀、材料强度低、生产工序长 和操作条件要求严格等不足，本发明提供一种铜金属多孔材料的制备方法， 该方法工艺简单，成本低，孔隙分布均匀，质量可靠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是用高强度铜铬合金材料, 采用脱合金技术除去铜铬合金中的铬元素，以制备出铜金属多孔材料。具 体工艺步骤如下
1、 选用&元素含量为10 70% (质量分数)、且Cr以颗粒状存在的铜铬
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2、 先用细金相砂纸对铜铬合金表面进行磨光，然后用清水冲洗，用无水乙醇脱脂，在40 60'C下烘干处理。
3、 将表面处理后的铜铬合金浸泡在浓度为2.5 3.0摩尔/升的H2SO4溶 液中，且每升H2SO4溶液中加入15 20克NaCl。
4、 在H2SO4溶液温度为20 4(TC，振荡频率为40 80KHz超声波振荡 下，该铜铬合金发生脱铬腐蚀，待脱铬腐蚀结束后，取出实验样品，用清水 冲洗，烘干处理，即可获得铜金属多孔材料。
本发明的有益效果是工艺简单易于操控，采用该工艺方法所制备的 铜金属多孔材料孔隙率高且孔隙分布均匀，质量稳定可靠，适合于批量工 业生产。
图1是铸造铜铬铜合金金相组织；
图2是实施例1铜金属多孔材料表面SEM照片；
图3是实施例2铜金属多孔材料表面SEM照片。
具体实施例方式
实施例l
选用Cr元素质量分数为40。/。的铜铬合金，其中铜铬合金中的Cr元素以颗 粒状存在。用1000#金相砂纸磨光铜铬合金试样表面，试样尺寸为10mmx10 mmx3mm，再用清水冲洗，无水乙醇脱脂和在20。C下烘干。然后将表面处 理后的铜铬合金试样浸泡在浓度为2.7摩尔/升，含有20克的NaCl的1升112804 的溶液中，其中溶液温度为25C，振荡频率为70KHz，经浸泡20小时后，取 出实验样品，用清水冲洗，烘干处理，即可获得铜金属多孔材料。
实施例2
选用Cr元素质量分数为50。/。的铜铬合金，其中铜铬合金中的Cr元素以颗 粒状存在。用1000#金相砂纸磨光铜铬合金试样表面，试样尺寸为10mmxl0 mmx3mm，再用清水冲洗，无水乙醇脱脂和在40'C下烘干。然后将表面处 理后的铜铬合金试样浸泡在浓度为3.0摩尔/升，含有15克的NaCl的l升H2SO4 的溶液中，其中溶液温度为3(TC，振荡频率为40KHz，经浸泡15小时后，取 出实验样品，用清水冲洗，烘干处理，即可获得铜金属多孔材料。
经Neophot21金相显微镜观察发现，铜铬合金的组织是由Cu相和Cr相组成，其中Cr相以不规则的颗粒状分布在Cu基体中(见图l)，实施例l和实施 例2获得铜金属多孔材料中，Cr颗粒完全从铜铬合金的组织中脱掉，材料的 组织仅为带孔洞的Cu基体，即形成铜金属多孔材料。铜金属多孔材料的孔 径约为25 40pm，且分布较均匀，其孔隙率(30 50%)与Cr颗粒含量有 关(见图2、 3)。
权利要求
1. 一种铜金属多孔材料的制备方法，其特征是所述方法包括以下步骤(1)选用Cr元素质量分数为10～70％的铜铬合金，其中铜铬合金中的Cr元素以颗粒状存在；(2)先用细金相砂纸对铜铬合金表面进行磨光，然后用清水冲洗，经过无水乙醇脱脂后，在40～60℃下烘干处理；(3)再将表面处理后的铜铬合金浸泡在浓度为2.5～3.0摩尔/升的H2SO4溶液中，所述每升H2SO4溶液中含有15～20克NaCl；(4)在H2SO4溶液温度为20～40℃，振荡频率为40～80KHz超声波振荡下，该铜铬合金发生脱铬腐蚀，待脱铬腐蚀结束后，用清水冲洗，烘干处理，即可获得铜金属多孔材料。
全文摘要
本发明公开一种铜金属多孔材料的制备方法，所述方法包括以下步骤(1)先用细金相砂纸对铜铬合金表面进行磨光，然后用清水冲洗，无水乙醇脱脂后在40～60℃下烘干处理；(2)再将表面处理后的铜铬合金浸泡在在浓度为2.5～3.0摩尔/升的H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>溶液中，且每升H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>溶液中含有15～20克NaCl，所述的H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>溶液温度为20～40℃；(3)在振荡频率为40～80KHz超声波振荡下，该合金将发生脱铬腐蚀，待脱铬腐蚀结束后，然后用清水冲洗、烘干处理，即可获得铜金属多孔材料。本发明工艺简单、易于操作，制备的铜金属多孔材料具有孔隙率高、孔隙分布均匀和质量稳定可靠等优点，可适合批量工业生产。
文档编号C23F1/10GK101545060SQ20091013673
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者刘建华, 刘玉文, 张瑞军 申请人:燕山大学