柔性多孔金属箔及其制备方法_3

文档序号:8273292阅读:来源:国知局
面质量 不好,容易出现龟裂等现象;若原料粉的含量过低,则会增加后续将所述悬浊液注入制膜工 装成型模腔的次数,延长柔性多孔金属箔的制备周期。
[0043] 上述方法中,粘结剂与分散剂之间的比例可根据原料粉的具体成分以保证烘干后 膜片的表面质量和膜片强度为原则来确定。一般而言,若粘结剂含量过高,则悬浊液流动性 差,烘干后容易有缩孔等缺陷,且烧结后脱模困难;若粘结剂含量过低,原料粉的粉末颗粒 间不能有效粘接,膜片成型性差、膜片强度低且取出困难。
[0044] 上述方法中,约束烧结是指通过烧结工装保持膜片形状的前提下烧结,防止膜片 在烧结过程中发生变形。具体的烧结制度应根据原料粉的具体成分以及所要达到的孔结构 来确定。
[0045] 上述方法的步骤2中可使用如图2?3所示的制膜工装。具体而言,该制膜工装 包括固定部210,所述固定部210包括用于成型膜片边缘的模框211,该模框211安装在一 支撑底座212上以对模框211进行支撑(当然模框211也可由其他方式进行固定);调节 部220,所述调节部220包括与模框211配合用于成型膜片底面的模板221,所述模板221 连接有可使该模板221在模框211的深度方向上移动的调节装置222 ;以及活动部230,所 述活动部230包括位于模框211顶面并且在工作过程中刃口与模框211顶面保持齐平的刮 刀231。当柔性多孔金属箔100的形状是图1所示的矩形时,模框211的内腔也是一矩形, 模板221位于该内腔内并与矩形内腔配合。另外,调节装置222具体可包括与模框211相 对固定并分别与模板221底面四角连接且独立工作的高度调节机构222a (例如分别位于模 板221底面四角下方螺旋升降机构)。为便于高度调节机构222a的安装,模框211的底部 还设有向内延伸的支撑结构211a,所述高度调节机构222a安装在支撑结构211a上。
[0046] 上述制膜工装的使用方法是:先通过调节各个高度调节机构222a将模板221调整 到设定的高度上并与模框211顶面保持平行,然后再在模框211的成型面以及模板221的 成型面上分别设置一层凡士林涂层(可以先将模板221调节到模板221顶面低于模框211 顶面20 μ m的位置,然后向模框211与模板221构成的模腔中填充凡士林,然后移动刮刀 231并在移动时保证其刃口与模框211顶面齐平,从而用刮刀231将附着在模框211顶面以 上的凡士林刮离,最后再根据膜片的设计厚度将模板221相应下降),将步骤(1)所得到的 悬浊液注入到由模框211与模板221构成的成型模腔中,此后移动刮刀231并在移动时保 证其刃口与模框211顶面齐平,从而用刮刀231将附着在模框211顶面以上的悬浊液刮离, 再对悬浊液进行烘干,烘干后悬浊液凝固成厚度均匀的膜片,最后将膜片从制膜工装上取 下即可。上述制膜工装能够准确的控制膜片的厚度,并且保证膜片厚度的均匀性以及膜片 表面的平整度。
[0047] 上述方法的步骤3中可使用如图4?5所示的膜片烧结工装。具体而言,该膜片烧 结工装包括由石墨制成的上模310a、下模310b以及边模320,所述上模310a、下模310b分 别与边模320配合从而形成用于与内部的膜片100'相吻合的模腔;其中,边模320具体为 一框罩321,上模310a和下模310b分别为夹板310,所述框罩321内安装有多层夹板310, 任意相邻的两层夹板310之间形成所述的模腔;另外,各夹板310与框罩321的配合部位还 预留有用于散发烧结挥发物的配合间隙。当柔性多孔金属箔100的形状是图1所示的矩形 时,所述框罩321的侧部是由前板321a、后板321b、左板321c以及右板321d所构成的矩形 结构。
[0048] 上述膜片烧结工装的使用方法是:先在框罩321的内壁以及各夹板310的两侧壁 上设置一层氧化铝涂层(可先用乙醇、PVB与氧化铝粉末混合配置成粘稠的氧化铝粉悬浊 液,然后把化铝粉悬浊液涂覆到框罩321的内壁以及各夹板310的两侧壁上形成氧化铝涂 层),然后在框罩321的底部铺设底层夹板310,在该夹板310上方放置一膜片100',再在该 膜片100'的上方铺设第二层夹板310,依次类推可铺设好全部的夹板310,并且保证在任意 相邻的两层夹板310之间各夹有一块膜片100',此后将组装好的膜片烧结工装送入烧结炉 内进行烧结,烧结后从膜片烧结工装中取出柔性多孔金属箔100。因此,上述膜片烧结工装 实现了多个膜片100'同时约束烧结,既提高生产效率,同时也可保证烧结一致性。
[0049] 本发明的另一种柔性多孔金属箔,是由固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构 成的薄片,该薄片的厚度H为5?200 μ m、平均孔径为0. 05?100 μ m,孔隙率为15?70 %。 其中,薄片的形状可以矩形,也可以是圆形、椭圆形等其他平面形状。
[0050] 第二种柔性多孔金属箔的制备方法的步骤包括:(1)准备载体,所述载体是由构 成柔性多孔金属箔的金属多孔材料中的某一元素或几种元素所构成的箔片;(2)将构成金 属多孔材料的其余元素制成的原料粉用分散剂和粘结剂配置成粘稠状的悬浊液;(3)将所 述悬浊液附着于载体表面并使之烘干形成附着于载体表面上的膜片;(4)将附着膜片的载 体装入与其外形吻合的烧结工装内然后进行约束烧结,烧结后从烧结工装内取出并得到柔 性多孔金属箔。
[0051] 上述方法中,分散剂可以使用乙醇、甲乙酮、甲苯等表面张力小且挥发快易干燥的 有机溶剂;粘结剂可以使用PVB、PVA、PVC、聚乙烯醇、聚乙二醇(低分子蜡类)、石蜡、脂肪 酸类、脂肪族酰胺类和酯类等。
[0052] 上述方法中,原料粉与分散剂之间的比例可根据原料粉的具体成分以保证烘干后 膜片的表面质量为原则来确定。一般而言,若原料粉的含量过高,则烘干后膜片的表面质量 不好,容易出现龟裂等现象;若原料粉的含量过低,则会增加后续将所述悬浊液注入制膜工 装成型模腔的次数,延长柔性多孔金属箔的制备周期。
[0053] 上述方法中,粘结剂与分散剂之间的比例可根据原料粉的具体成分以保证烘干后 膜片的表面质量和膜片强度为原则来确定。一般而言,若粘结剂含量过高,则悬浊液流动性 差,烘干后容易有缩孔等缺陷,且烧结后脱模困难;若粘结剂含量过低,原料粉的粉末颗粒 间不能有效粘接,膜片成型性差、膜片强度低且取出困难。
[0054] 上述方法中,约束烧结是指通过烧结工装保持膜片形状的前提下烧结,防止膜片 在烧结过程中发生变形。具体的烧结制度应根据原料粉的具体成分以及所要达到的孔结构 来确定。
[0055] 上述方法的步骤3中可以采用喷涂等方式附着于载体表面,但建议使用上述图 2?3所示的制膜工装将所述悬浊液附着于载体表面。具体方法是:先通过调节各个高度 调节机构222a将模板221调整到设定的高度上并与模框211顶面保持平行,然后再在模板 221上放置载体,并将步骤(2)所得到的悬浊液注入到由模框211与载体之间的成型模腔 中,此后移动刮刀231并在移动时保证其刃口与模框211顶面齐平,从而用刮刀231将附着 在模框211顶面以上的悬浊液刮离,再对悬浊液进行烘干,烘干后悬浊液凝固成厚度均匀 的膜片,最后将附着膜片的载体从制膜工装上取下即可。
[0056] 上述方法的步骤4中同样使用如图4?5所示的膜片烧结工装。
[0057] 实施例1
[0058] 柔性多孔金属箔100是由Ni-Cu固溶体合金多孔材料构成的矩形薄片,该薄片厚 度H为10 μ m,长度为160mm,宽度为125mm,平均孔径为18. 4 μ m,孔隙率为58. 3
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