>[0024]6)将上述膜片置于⑴中的开孔稀硝酸溶液中，真空浸润以去除孔道内的CaO杂质，之后水洗干燥。
[0025]7)其断面金相显微照片如图1所示，可见膜厚约20 μ m，几乎没有不锈钢粉末堵塞基体孔道。其表面SEM显微照片如图2所示，得到的多孔不锈钢膜表面平整、孔径分布均匀、大孔缺陷少。用泡压法测得不锈钢膜的平均孔径为0.3 μπι。
[0026]实施例2
[0027]I)选用多孔不锈钢管作基体，内径8mm，外径12mm，长100mm，基体平均孔径5 μπι。原料为平均粒径0.5 ym的Al (OH)3粉末，用6wt%的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的乙醇溶液做造粒粘结剂，控制气速2.0m/s，床层温度20°C，喷嘴雾化压力0.2MPa，流化法预制平均粒径约为5 μ m的堵孔材料。开孔试剂选用pH彡12的NaOH溶液。
[0028]2)将多孔不锈钢基体与真空泵连成抽负压组件，将其置于流化的堵孔材料体系中实施堵孔操作，并喷施一定量的PVB乙醇溶液固定。
[0029]3)用1000目砂纸打磨基体表面，除去表面的堵孔材料。
[0030]4)将20g平均粒径为3 μπι的SS-310L不锈钢粉末与10ml质量分数为0.5%的聚乙烯醇(PVA)水溶液混合，剧烈搅拌为均匀分散的浆料，喷涂至管状基体表面并干燥。
[0031]5)将坯体在高纯氩气下烧结。升温程序为:2°C /min速率加热至800°C，保温lh，之后以1°C /min速率加热至900°C，保温1.5h得到含γ-Al2O3杂质的梯度多孔不锈钢膜管。
[0032]6)用本例(I)中的开孔NaOH溶液浸润膜管，同时超声清洗，以去除孔道内的γ -Al2O3杂质，之后水洗干燥。
[0033]7)所得梯度多孔不锈钢管的平均孔径为0.2 μπι
[0034]实施例3
[0035]I)所选基材为多孔铜管，内径10mm，外径13mm，长100mm，基材平均孔径20 μ m。所选原料粉末为2 μ m的ZnO，用6wt %的聚乙稀醇缩丁醛(PVB)的乙醇溶液做造粒粘结剂，控制气速2.0m/s，床层温度20°C，喷嘴雾化压力0.2MPa，流化法预制平均粒径约为20 μ m的堵孔材料。开孔试剂选用pH = 3的H2SO4溶液。
[0036]2)将5g预制的ZnO堵孔材料分散至50ml的PVA水溶液中，然后用循环水泵对基体进行抽吸堵孔操作，控制抽吸压力-0.1MPa之后用清水冲洗除去表面的ZnO，重复上述操作2次，对基体喷施一定量的PVB乙醇溶液固定。
[0037]3)用600目的砂纸对基体表面打磨，去除基材表面的堵孔材料
[0038]4)将20g平均粒径为3 μπι的铜粉与10ml质量分数为0.5%的聚乙烯醇(PVA)水溶液混合，剧烈搅拌为均匀分散的浆料，喷涂至管状基体表面并晾干。
[0039]5)将坯体在氢气下烧结。升温程序为:2°C /min速率加热至400°C，保温lh，之后以1°C /min速率加热至600°C，保温0.5h得到含ZnO杂质的梯度多孔铜膜。
[0040]6)用本例⑴中的H2SO4S液由外而内冲洗膜管，以去除孔道内的ZnO杂质，之后水洗并干燥。
[0041]7)得到的梯度多孔铜管表面平整，无大孔缺陷，平均孔径为0.1 μπι。
[0042]实施例4
[0043]I)所选基材为多孔镲管，内径10mm，外径13mm，长150mm，平均孔径100 μπι。所选粉末原料为平均粒径10 μπι CaCO3，用6wt%的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的乙醇溶液做造粒粘结剂，控制气速2.0m/s，床层温度20°C，喷嘴雾化压力0.2MPa，流化法预制平均粒径约为100 μ m的堵孔材料。开孔试剂选用pH彡4的稀HNO3溶液。
[0044]2)同实施例1的步骤⑵。
[0045]3)同实施例1的步骤(3)。
[0046]4)将20g平均粒径为5 μ m的镍粉与10ml含聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)各0.5%的水溶液混合，剧烈搅拌为均匀分散的浆料，喷涂至管状基体表面并晾干。
[0047]5)将坯体在氢气下烧结。升温程序为:2°C /min速率加热至600°C，保温lh，之后以1°C /min速率加热至800°C，保温1.5h得到含CaO杂质的梯度多孔镍管。
[0048]6)用开孔稀硝酸溶液由外而内冲洗膜管，除去孔道内杂质，之后水洗干燥。
[0049]7)得到的梯度多孔镍管无大孔缺陷，平均孔径为0.3 μπι。
[0050]实施例5
[0051]I)所选基材为多孔不锈钢管，内径20mm，外径24mm，长200mm，平均孔径20 μπι。所选原料粉末为4 μ m Al (OH) 3，用6wt %的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的乙醇溶液做造粒粘结剂，控制气速2.0m/s，床层温度20°C，喷嘴雾化压力0.2MPa，流化法预制平均粒径约为20 μ m的堵孔材料。开孔试剂选用pH彡12的NaOH溶液。
[0052]2)将预制的5g Al (OH) 3堵孔材料械搅拌分散至50ml的质量分数为0.5%甲基纤维素(MC)水溶液中，然后用循环水泵对基体进行抽吸堵孔操作，控制抽吸压力-0.1MPa之后用清水冲洗除去表面的ZnO，重复上述操作2次，对基体喷施少量MC水溶液并干燥。
[0053]3)同实施例3的步骤(3)
[0054]4)将1g平均粒径为5 μ m的银粉与50ml质量分数为0.5%的MC水溶液混合，剧烈搅拌为均匀分散的浆料，喷涂至管状基体表面并晾干。
[0055]5)将坯体在氢气下烧结。升温程序为:2°C /min速率加热至400°C，保温lh，之后以1°C /min速率加热至600°C，保温1.5h得到含γ -Al2O3粉末的梯度复合多孔银膜。
[0056]6)同实施例2的步骤(6)
[0057]7)得到的梯度多孔银/不锈钢复合膜表面平整，膜厚约20μπι，平均孔径为0.2 μ m0
【主权项】
1.本发明涉及一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于具体步骤为:A.多孔金属基体堵孔修饰:将无机粉体与有机添加剂均匀混合后，采用喷雾工艺使粉体团聚并形成流化床，将多孔金属基体置于流化床内进行抽吸，使团聚的粉体进入基体孔道实现封堵(干法)、或将无机粉体与有机添加剂均匀混合形成浆料，采用压滤、抽滤、刷涂工艺将粉体制备于孔道内，除去表面浆料后干燥(湿法)；B.金属膜涂层制备:将上述堵孔的金属基体表面打磨去除表面的无机粉末，再将膜层金属粉与有机添加剂混合制备成悬浮液涂覆于基体表面形成坯体；C.将制备后的坯体在惰性或还原性气氛下高温烧结得到含少许杂质粉末的梯度多孔金属膜；D.最后用化学试剂或超声工艺去除该膜基体内的残留的无机粉末得到高梯度多孔金属膜。
2.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于金属基体的平均孔径为0.5?500 μ m，无机粉体初始粒径为0.05?200 μ m，基体孔径与无机粉体粒径之比为I?100，优选为5?10。
3.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于无机粉体的材质为陶瓷、盐类、碱性材料，陶瓷优选γ_Α1203、ZrO2, ZnO、SiC，盐类优选CaC03、MgCO3，碱类优选 Ca (OH) 2、Mg (OH) 3、Al (OH)3O
4.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于干法工艺中无机粉体质量浓度为0.5?10%，湿法工艺中无机粉体质量浓度为5?80%，有机添加剂为甲基纤维素(MC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于打磨采用砂纸，粒度为200?1000目。
6.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于膜层粉末为不锈钢粉、镍粉、铜粉、银粉等；粉末粒度为0.1?20 μ m ;涂层厚度为20?100 μ m。
7.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于烧结气氛为氢气或惰性气氛，温度为400?1300°C，升温速率为0.5?4°C /min，保温时间为I?5h。
8.根据权利要求1所述的一种高梯度多孔金属膜的制备方法，其特征在于所述化学试剂为水、稀酸、碱液。
【专利摘要】本发明涉及一种高梯度多孔金属膜的制备方法。其特征在于首先用预制备的无机粉体对多孔金属基体堵孔处理，然后进行金属粉末涂层，之后氢气或惰性气氛下高温烧结得到含杂质的梯度多孔膜，最后用化学试剂冲洗(或真空浸润)或超声工艺去除该膜基体内的残留杂质得到高梯度多孔金属膜。本方法制备的粉末涂层质量好、操作简便，且基体孔道内的残留杂质易完全去除，得到的金属膜完整性好、梯度高、传质阻力低。
【IPC分类】B22F7-04
【公开号】CN104550980
【申请号】CN201410834347
【发明人】俞健, 谌洪图, 刘强, 蔡毅, 杨佳辉, 黄彦
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月21日