4]本申请然后将真空脱气的金属氧化物浆料与牺牲材料浆料在底板上进行多层流延，使底板上依次设置有第一牺牲材料浆料层、金属氧化物浆料层与第二牺牲材料浆料。本申请在金属氧化物浆料层上表面与下表面设置牺牲材料浆料层是为了在后续过程中，去除相转化过程中产生的相对致密的上下皮层，而牺牲材料浆料层则经过高温处理后去除，留下开放直孔的氧化物多孔材料。所述流延的成型方式为本领域技术人员熟知的成型方式，本申请不进行特别的限制。所述第一牺牲材料浆料层的流延厚度优选为0.1?0.6μπι，在实施例中，更优选为0.3?0.5μηι;所述金属氧化物楽料层的厚度优选为0.6?2.Ομπι，在实施例中，更优选为0.8?1.5μπι;所述第二牺牲材料浆料层的厚度优选为0.1?0.6μπι，在实施例中，更优选为0.2?0.5μπι。本申请通过调整第一牺牲材料浆料层的厚度控制相转化坯体中要去除的底层厚度，从而得到底层的开放孔;第二层氧化物浆料的厚度直接影响了最后多孔金属的厚度;通过调整第二牺牲材料浆料层的厚度可控制相转化坯体中要去除的上层厚度，从而得到上层的开放孔。
[0045]本申请然后将流延成型的湿坯进行絮凝处理以进行相转化，即湿坯中的有机溶剂与絮凝剂交换，产生具有相对致密的海绵底层、直孔结构的中间层和相对致密的皮肤上层的三层结构，其中底层与上层的牺牲材料在之后会被高温排除，留下开放直孔的中间层。所述絮凝处理的絮凝剂优选为水和乙醇中的一种或两种，所述絮凝处理具体为:
[0046]将流延成型的湿坯进入絮凝剂池或凝固浴内，在室温条件下，静置固化2?48h。
[0047]将固化后的湿坯优选进行干燥后，焙烧并随后进行烧结。所述干燥优选为室温条件下干燥或在50?90 °C的干燥箱中干燥，所述干燥的时间优选为12?36h。所述焙烧的温度优选为600?850 °C，更优选为700?850 °C，所述焙烧的时间优选为2?10h，更优选为4?8h。所述焙烧是除去有机质与牺牲材料层的过程，得到了金属氧化物的多孔材料。在烧结的过程中，当以氧化镍为金属镍的源物质，烧结温度为1200?1500°C，保温I?10h，当以氧化铜为金属铜的源物质，烧结温度为800?1000 0C，保温I?1h。
[0048]按照本发明，最后将烧结后的金属氧化物多孔材料进行还原后进行烧结。所述还原的过程即为金属氧化物还原为金属的过程，最终得到多孔金属。本申请所述还原优选在高温还原性气氛下进行，所述还原性气氛优选为氢气或氢气和氩气的混合气。在烧结的过程中，当以氧化镍为金属镍的源物质，在600?800°C还原I?5h，烧结温度为1000?1350°C，保温5?10h，当以氧化铜为金属铜的源物质，在350?500°C还原I?5h，烧结温度为900?1100°C，保温 5 ?10h。
[0049]本发明采用改进后的多层浆料流延和相转化相结合的制备技术，制备了具有开放直孔结构的多孔金属。本发明中制备的多孔金属具有开放的直孔结构，能有效降低物质输运阻力;可通过改变浆料的性质、絮凝剂性质、相转化固化条件等，调节多孔金属的孔结构；本发明的方法操作方便、设备简单、效率高，适合工业化生产。
[0050]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的多孔材料的制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。[0051 ]实施例1多孔金属镍的制备
[0052]多孔金属镍采用的氧化镍粉体是由碱式碳酸镍700°C分解所得；
[0053]称取上述的氧化镍粉体130g，N_甲基-1-吡咯烷酮50g、聚醚砜Sg和聚乙烯吡咯烷酮2g，混合后球磨48h，得到氧化镍楽料;称取石墨粉体50g (粉体粒径D50 = 8.0ym)，N-甲基-1-P比略烧酮36g、聚醚砜6g、聚乙稀卩比略烧酮1.5g，混合球磨48h，得到石墨楽料；
[0054]将上述的两种浆料真空除气20min;
[0055]在聚酯薄膜载带上进行多层流延，底层为石墨浆料，流延厚度:0.3μπι;第二层为氧化镍楽料，流延厚度:0.8μηι ；顶层为石墨楽料，流延厚度:0.2m ；
[0056]将上一步得到的膜带置于凝固浴内，25°C静置固化2?48h;
[0057]取出已固化好的湿坯体在80 0C空气中干燥24h;
[0058]将干燥后坯体在850°C保温4h排胶；
[0059]将排胶后的坯体在空气中1400°C下煅烧1h后，得到氧化镍，然后放入管式炉中，通入5%出(95^^0，700°(:将氧化镍还原成金属镍，最后在还原性气氛下1300°(:保温511，得到多孔金属镍，其孔隙率为48 %，厚度约240μπι，孔径约120μπι。如图3所示，图3为本事实力植被的多孔镍断面整体的SEM照片。图4为本实施例制备的多孔镍除去海绵层一层的SEM照片。
[0060]实施例2多孔金属铜的制备
[0061 ] 称取氧化铜粉体105g，N_甲基-1-吡咯烷酮60g、聚醚砜1g和聚乙烯吡咯烷酮
2.5g，混合后球磨48h，得到氧化铜楽料;称取石墨粉体50g (粉体粒径D50 = 8.0ym)，N-甲基-1-吡咯烷酮36g、聚醚砜6g、聚乙烯吡咯烷酮1.5g，混合后球磨48h，得到石墨浆料；
[0062]将上述的两种浆料真空除气20min;
[0063]在聚酯薄膜载带上进行多层流延，底层为石墨浆料，流延厚度:0.3μπι;第二层为氧化铜楽料，流延厚度:1.0ym ；顶层为石墨楽料，流延厚度:0.2m ；
[0064]将上一步得到的膜带置于凝固浴内，25°C静置固化2?48h;
[0065]取出已固化好的湿坯体在80 0C空气中干燥24h;
[0066]将干燥后坯体在850°C保温4h排胶；
[0067]将排胶后的坯体在空气中900°C下煅烧Ih后，得到氧化铜，然后放入管式炉中，通入5%H2(95%Ar)，400°C将氧化铜还原成铜，最后在还原性气氛下1000°C保温6h，得到多孔金属铜，其孔隙率为53%，厚度约400μπι，孔径约ΙΟΟμπι。
[0068]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0069]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种多孔金属，具有贯通的开放直孔结构。2.根据权利要求1所述的多孔金属，其特征在于，所述多孔金属的厚度为100?3000μπι。3.根据权利要求1所述的多孔结构，其特征在于，所述开放直孔的孔径为20?200μπι。4.一种多孔金属的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 将粘结剂、分散剂、有机溶剂与金属氧化物粉体混合，得到金属氧化物浆料； 将牺牲材料粉体、分散剂、粘结剂与有机溶剂混合，得到牺牲材料浆料； 在底板上进行流延，使底板上依次设置有第一牺牲材料浆料层、金属氧化物浆料层与第二牺牲材料浆料层，得到湿坯，将所述湿坯进行絮凝处理； 将得到的湿坯进行焙烧后烧结，再依次进行还原和烧结，得到多孔金属。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在流延之前还包括: 将所述金属氧化物浆料与所述牺牲材料浆料进行真空除气。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，得到金属氧化物浆料与牺牲材料浆料的过程中，所述粘结剂均为聚醚砜，所述分散剂均为聚乙烯吡啶烷酮，所述有机溶剂均为N-甲基-1-吡咯烷酮。7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，得到金属氧化物粉体浆料的过程中，所述粘结剂的含量为4wt%?10wt%，所述分散剂的含量为lwt%?2wt%，所述有机溶剂的含量为20wt%?38wt%，所述金属氧化物粉体的含量为50wt%?75wt% ； 得到牺牲材料浆料的过程中，所述粘结剂的含量为5wt%?12wt%，所述分散剂的含量为Iwt %?2wt %，所述有机溶剂的含量为35wt %?50wt %，所述牺牲材料粉体的含量为30wt% ?60wt%。8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述牺牲材料粉体为石墨或淀粉；所述金属氧化物粉体为氧化镍、氧化铜或氧化银。9.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述絮凝处理的絮凝剂为水和乙醇中的一种或两种。10.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述还原在还原性气氛下进行，所述还原性气氛为氢气或氢气与氩气的混合气。
【专利摘要】本发明提供了一种多孔金属的制备方法，包括以下步骤：将粘结剂、分散剂、有机溶剂与金属氧化物粉体混合，得到金属氧化物浆料；将牺牲材料粉体、分散剂、粘结剂与有机溶剂混合，得到牺牲材料浆料；在底板上进行流延，使底板上依次设置有第一牺牲材料浆料层、金属氧化物浆料层与第二牺牲材料浆料层，得到湿坯，将所述湿坯进行相转化絮凝处理；将得到的湿坯进行焙烧后烧结，再依次进行还原和烧结，得到多孔金属。本发明提出了一种采用相转化与多层流延相结合制备多孔金属的方法，利用牺牲层浆料去除相转换法得到的皮肤层和海绵层，经过还原烧结后得到开放直孔结构的多孔金属。本发明开放直孔结构的多孔金属的制造成本低，且易于产业化。
【IPC分类】C22C1/08
【公开号】CN105648255
【申请号】
【发明人】纵旭, 丁瑞艮, 蔺杰, 顾建强, 高建峰, 陈初升
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月29日