专利名称：铝多孔烧结体的制造方法和铝多孔烧结体的制作方法
技术领域：
本发明特别涉及适合于锂离子二次电池或双电荷层型电容器的集电体的铝多孔烧结体及其制造方法。本申请基于2009年3月30日在日本提交的特愿2009-082498号，主张优先权，并将其内容援引到此。
背景技术：
目前，作为锂离子电池或双电荷层型的电容器的正极集电体通常采用铝箔。并且， 近年来，这些电池或电容器在电动汽车等中也有应用，随着这类用途的扩大，要求电池或电容器中的电极集电体高输出化、高能量密度化。如专利文献1和2所示，现在作为电极集电体，现在已知具有三维网状结构的开放气孔的铝多孔体。作为这种铝多孔体的制造方法例如如专利文献3中所公开的，已知有发泡熔融法。该发泡熔融法中，在熔融铝中加入增稠剂，使其增稠，然后添加作为发泡剂的氢化钛，利用氢化钛的热分解反应生成的氢气使熔融铝发泡，同时使其固化。但是，由该方法得到的发泡铝具有数mm的大的封闭气孔。另外，作为第2种方法，在以聚氨酯海绵为铸芯的铸模中压入铝，在聚氨酯烧失形成的空洞中填充铝，由此获得海绵骨架的发泡铝的方法。根据该方法，可得到具有40 PPI 以下的孔径，即，每1英寸有40个孔以下的孔径(孔径约600μπι以上)的开放气孔的发泡
ρ O进而，作为第3种方法，如专利文献4所公开的，是使铝合金加压渗透于由中空陶瓷制成的强化材料中，得到具有与强化材料的尺寸相对应的孔径为500 μ m以下的封闭气孔的发泡铝的方法。另外，作为第4种方法，如专利文献5所公开的，是将AlSi合金粉末和TiH2粉末的混合粉末夹持在铝板材之间，进行加热压轧，由此通过TiH2粉末分解而使铝发泡的方法。 由该方法得到的发泡铝具有数mm单位的大孔径。并且，作为第5种方法，如专利文献6所公开的，是在铝中混合金属，该金属与铝的共晶温度比铝的熔点低，在比共晶温度高但比铝的熔点低的温度下加热烧成的方法。由该方法得到的发泡铝即使使孔径减小，气孔率也为40%左右，较小。因此，渗透到作为集电体的发泡铝气孔中的正极活性物质或负极活性物质的量少，不能实现所需的高输出化、高能
量密度化。因此，在上述的发泡熔融法和第2 第5的方法中，作为制造可实现高输出化、高能量密度化的目的的、具有微小的开放气孔的发泡铝的方法，可采用在以聚氨酯海绵为铸芯的铸模中压入铝的第2种方法。但是，即使对于该第2种方法，为了使开放气孔的孔径进一步减小，不得不使用孔眼很细的聚氨酯海绵，则铝的流动变差，无法压入，或者铸造压力过高。因此，难以制造比40 PPI更小孔径的发泡铝。
与此相对，作为制造大量的微小开放气孔均勻配置、具有小孔径/尺寸整齐的开放气孔的高气孔率发泡金属的方法，如专利文献7所示，是使含有金属粉末和发泡剂的发泡性浆料发泡、干燥，然后进行烧结的浆料发泡法。根据该方法，只要可获得可烧结的原料粉末，就可以简便地制造具有约10 PPI 约500 PPI、S卩，孔径2.5 mm 50 μπι范围的任意孔径的尺寸整齐的开放气孔的高气孔率发泡金属。应予说明，如上所述，浆料发泡法是指通过含有发泡剂来进行发泡，或者通过气体的注入或搅拌来进行发泡，由此，使发泡性浆料等以该发泡状态直接如上所述地进行烧结，获得发泡金属的方法。但是，以往的浆料发泡法难以制造发泡铝。其理由如下该浆料发泡法中，是通过在不对金属粉末施加压缩等的应力的条件下进行烧结的自由熔结来进行烧结，获得发泡金属。但是，铝粉末的表面被数nm 数10 nm 致密的氧化铝被膜覆盖，不管它是固相、液相，均阻碍烧结。因此，在自由熔结条件下难以烧结，因此以浆料发泡法不能获得均质的发泡铝。因此，作为将该铝粉末自由熔结的方法，可举出将浆料发泡法与上述的第5种方法相组合的方法。该方法中，将与铝的共晶温度比铝的熔点低的金属——铜粉末与发泡材料一起与铝混合，在比共晶温度高、比铝的熔点低的温度下加热烧成，得到发泡铝。但是，有铝液滴渗出到其表面，该液滴凝固，形成大量半球状的铝块。特别是，如果发泡铝为薄板状， 则如图4所示，铝块的形成显著，不能制造所需的均质的发泡铝。专利文献1 日本国特许第3591055号公报专利文献2 日本特开2009-43536号公报
专利文献3 日本特开平08-209265号公报专利文献4 日本特开2007-238971号公报专利文献5 日本特表2003-520292号公报专利文献6 日本特公昭61-48566号公报专利文献7 日本国特许第3535282号公报。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作出的，其课题在于提供铝多孔烧结体的制造方法，该制造方法可获得具有孔径40 PPI以上，S卩、600 ym以下的微小/尺寸整齐的开放气孔的高气孔率的均质的发泡铝。另外，课题还在于提供适合于要求高输出化、高能量密度化的电池或电容器的正极集电体的铝多孔烧结体。本发明人发现，将含钛的烧结助剂粉末与铝粉末混合，在规定范围的温度下加热烧成时，即使自由熔结也可以在不生成液滴的块的情况下进行烧结的条件，从而完成了本发明。S卩，本发明的铝多孔烧结体的制造方法具有以下步骤在铝粉末中混合含钛的烧结助剂粉末，制成铝混合原料粉末的步骤；在上述铝混合原料粉末中混合水溶性树脂粘合剂、水、和包含多元醇、醚以及酯中的至少1种的增塑剂，制成粘性组合物的步骤；在上述粘性组合物中混合有气泡的状态下使其干燥，制成烧结前成型体的步骤；接着，在非氧化性气氛中，将上述烧结前成型体进行加热烧成的步骤；将上述铝混合原料粉末开始熔化的温度记作Tm(°C )时，上述加热烧成的温度T CC )满足Tm-IO (°C )彡T彡685 CC )。
这里，非氧化性气氛包括惰性气氛或还原性气氛，是指不使铝混合原料粉末氧化的气氛。另外，上述的加热烧成温度并不是铝混合原料粉末的温度、即，不是测定铝混合原料粉末的反应温度等得到的温度，而是指铝混合原料粉末周围的保持温度。本发明的方法是新型的使铝粉末自由熔结的方法，对于由此得到的烧结体，铝与钛的化合物大致均勻分散分布，是每100 μ m直线长度上有2个以上的孔的多孔烧结体。并且，在本发明的烧结方法中，通过与已知的浆料发泡法组合，完成了涉及以下的发明具有孔径比600 μ m小的微小/尺寸整齐的开放气孔的高气孔率的均质的发泡铝多孔烧结体的制造方法。S卩，本发明的特征在于在上述铝混合原料粉末中混合水溶性树脂粘合剂、水、和包含多元醇、醚以及酯中的至少1种的增塑剂，制成粘性组合物，在该粘性组合物中混合有上述气泡的状态下使其干燥，制成上述烧结前成型体，接着，将该烧结前成型体进行上述加热烧成。上述构成要件中，按照已知的浆料发泡法将上述铝混合原料粉末成型，制成烧结前发泡成型体，将其烧结，制造铝多孔烧结体，得到具有2种形态不同的气孔的多孔体，所述气孔是通过浆料发泡法形成的、由海绵骨架包围的气孔，和在海绵骨架自身形成的气孔。本发明的铝多孔烧结体的制造方法中，上述铝粉末的平均粒径可以是2 200 μ m0将上述烧结助剂粉末的平均粒径记作r ( μ m)、上述烧结助剂粉末的配合比记作 W质量％时，上述r和上述W可以满足1 (μ m)彡r彡30(μπι)、1彡W彡20(质量％)、且 0. 1 ^ ff/r ^ 2。上述烧结助剂粉末可以是钛和氢化钛中的任意一者或两者。上述粘性组合物中可以添加碳原子数5 8的非水溶性烃系有机溶剂。可以在上述铝混合原料粉末质量的0. 5% 7%的范围内含有上述水溶性树脂粘合剂。上述铝混合原料粉末中可以添加上述铝混合原料粉末质量的0. 02 3%范围内的表面活性剂。通过将上述粘性组合物拉伸成厚度0. 05 mm 5 mm并使其干燥，可以以板状成型体的形式得到上述烧结前成型体。本发明的铝多孔烧结体具有包含有孔金属烧结体的三维网状结构的金属骨架，在上述金属骨架之间具有空孔，在上述有孔金属烧结体中分散有Al-Ti化合物，同时上述空孔在每1 cm直线长度上形成20个以上，由此上述总气孔率为70 99%。根据本发明的铝多孔烧结体的制造方法，通过以满足Tm-IOCC )彡T彡685 (°C ) 的温度T对在铝粉末中混合有含钛的烧结助剂粉末的铝混合原料粉末进行加热烧成，可得到在每100 μ m直线长度上具有2个以上开孔的铝多孔烧结体。这里，将加热烧成温度限定为Tm-IO (°C )以上的理由是铝混合原料粉末中所含的铝粉末与含钛的烧结助剂粉末开始反应的温度为Tm-IOCC )。将铝的熔点记为Tm，这是由于，纯铝的熔点为660°C，但工业化应用的铝含有铁或硅作为杂质，因此，熔点比660°C 低。另一方面，将加热烧成温度限定为685°C以下的理由是，如果加热保持为比该温度高的温度，则烧结体产生铝的液滴状块。
此时，将上述铝混合原料粉末与水溶性树脂粘合剂、水和增塑剂混合，制成粘性组合物，在该粘性组合物中混合有气泡的状态下使其干燥，制成烧结前成型体，接着，在上述温度范围将该烧结前成型体加热烧成。由此，上述烧结前成型体是海绵骨架结构体(三维骨架结构体、开放气孔的发泡骨架结构体)，因此，所得烧结体形成具有2种形态不同的气孔的铝多孔体，所述气孔是由海绵骨架包围的气孔和在海绵骨架自身形成的气孔。另外，制备上述铝粉末，以使上述粘性组合物具有可成型为所需形状的程度的粘性，且使在该粘性组合物中混合有气泡的状态下使其干燥而得到的烧结前成型体具有所需的作业强度。即，若其平均粒径变小，则必须使水溶性树脂粘合剂的质量相对于铝粉末的质量增大，以确保上述粘性或作业强度。但是，如果水溶性树脂粘合剂的质量增多，则对烧结前成型体进行加热烧成时，铝中残留的碳量增加，烧结反应受到阻碍。另一方面，如果铝粉末的粒径过大，则多孔烧结体的强度降低。因此，优选使铝粉末的平均粒径为2 μπι以上，由此，可以防止由于使水溶性树脂粘合剂的质量增多而导致的对烧结反应的阻碍。进一步优选200 ym以下，由此，可以确保多孔烧结体的强度。进一步优选铝粉末的平均粒径为7 μπι 40 μπι。进而，对于烧结助剂粉末，优选其平均粒径r (μπι)、配合比W(质量％)满足 1 ( μ m)彡 r 彡 30 ( μ m)、0· 1 (质量 ％) ^ W ^ 20 (质量 ％)、0· 1 彡 W/r 彡 2。这是基于以下的理由。如果烧结助剂粉末的配合比W超过20质量％，则铝混合原料粉末中，烧结助剂粉末之间存在接触点，不能控制铝与钛的反应热，同时，不能得到所需的多孔烧结体。因此，使其为0.1(质量％)质量％)。进一步优选1(质量 ％) ^ W ^ 20 (质量 ％)。另外，即使在0. 1(质量％)彡W彡20(质量％)的范围内，根据烧结助剂粉末的粒径的不同，存在铝与钛的反应热变得过大的情况，由于反应热而熔化的铝的温度进一步升高， 粘性降低，存在产生液滴的情况。因此，用电子显微镜观察在各种条件下制作的试验片，结果可知，在可通过钛的配合量和粒径来控制发热量的范围内，只有距钛粒子的露出表面侧大致一定厚度的表层部发生铝反应。由此实验性地导出，为了防止液滴的发生，期望的是l(ym)彡r彡30(μπι)、且 0. 1 ^ ff/r ^ 2。应予说明，对于0. 1彡W/r彡2的含义，以下，对在烧结助剂粉末中使用钛的情形进行说明。将钛的平均粒径记作r、钛的粒子数记作N、钛的添加质量记作W、钛的比重记作 D、由于与铝的反应导致的钛粒径的减少量记作d时，由于反应热量Q与反应的钛的体积成比例，因此Q ~ 4 π r2dN。并且，钛粒子的添加量是通过1个钛粒子的平均体积与钛粒子的数目的乘积来计算的，因此，W=4/3Jir3DN。由此，将后式代入前式中，则Qa3Wd/rD。这里， 由3/D为常数、以及d与烧结条件无关，大致恒定的观察结果得到Q - w/r0因此，通过实验性地求出不发生液滴的W/r的范围，如上进行限定，可防止由于铝与钛的反应热过大而导致液滴的发生。另外，对于作为烧结助剂粉末的氢化钛，其钛含量为95质量％以上、且在470 530°C下脱氢，形成钛，因此，通过上述的加热烧成发生热分解，形成钛。因此，通过使用钛和 /或氢化钛作为烧结助剂粉末，可以提高与铝粉末的反应效率。并且，上述粘性组合物通过添加碳原子数5 8的非水溶性烃系有机溶剂，可以使其发泡，混合气泡。另外上述水溶性粘合剂如果含有超过铝混合原料粉末质量的7%，则加热烧成时， 残留在烧结前成型体等中的碳量增加，阻碍烧结反应。另一方面，如果低于0. 5%，则不能确保烧结前成型体的作业强度。因此，优选以铝混合原料粉末质量的0. 5% 7%的范围内而含有。除此之外，通过在铝混合原料粉末中添加表面活性剂，可以有效地生成气泡。通过使该表面活性剂的添加量为铝混合原料粉末质量的0. 02%以上，可以得到上述表面活性剂的添加带来的效果。通过使其为3%以下，则可防止由于残留于烧结前成型体等中的碳量增加导致的阻碍烧结反应。并且，将粘性组合物拉伸至厚度0. 05 mm 5 mm、将烧结前成型体制成板状成型体时，通过烧结该板状成型体，可得到适合作为锂离子二次电池或双电荷层型电容器的集电体的铝多孔烧结体。另外，根据本发明的铝多孔烧结体，正极集电体卷绕于圆柱状电池元件的外周时， 不仅没有正极活性物质的剥离，也难以发生伴随着充放电的活性物质的膨胀收缩导致的正极活性物质的脱落，可稳定地使用。
图1是实施例1的发泡铝的SEM照片。图2是图1的部分放大SEM照片图。图3是比较例1的发泡铝的SEM照片。图4是通过将浆料发泡法与作为自由熔结铝粉末的方法的、现有技术中的第5种方法相组合的方法得到的发泡铝的照片。
具体实施例方式以下，对本发明的铝多孔烧结体的制造方法的一个实施方案进行说明。本实施方案的铝多孔烧结体的制造方法具有以下步骤铝混合原料粉末制备步骤，在铝粉末中混合钛和/或氢化钛，制成铝混合原料粉末；粘性组合物制备步骤，在该铝混合原料粉末中混合水溶性树脂粘合剂、水和增塑剂，制备粘性组合物；烧结前步骤，在该粘性组合物中混合有气泡的状态下使其干燥，得到烧结前成型体；烧结步骤，在非氧化性气氛中，在满足Tm-IO (°C ) <加热烧成温度T < 685 (°C )的加热烧成温度T下对烧结前成型体进行加热烧成。应予说明，Tm(°C)是铝混合原料粉末开始熔化的温度。在该铝混合原料粉末制备步骤中，作为铝粉末使用平均粒径2 200 μ m的铝粉末。这是由于，平均粒径小时，水溶性树脂粘合剂相对于铝粉末必须大量添加，以使粘性组合物具有可成型为所需形状的程度的粘性，且烧结前成型体具有作业强度。但是，如果大量加入水溶性树脂粘合剂，则在对烧结前成型体进行加热烧成时，残留于铝中的碳量增加，阻碍烧结反应。另一方面，如果铝粉末的粒径过大，则发泡铝的强度降低。因此，如上所述，作为铝粉末，使用平均粒径2 200 μ m范围内、更优选7 ym 40 μ m范围内的铝粉末。进一步，在该铝粉末中混合钛和/或氢化钛。这是由于，在铝粉末中混合钛，并以满足Tm-IO CC ) <加热烧成温度T < 685 (°C )的加热烧成温度T对烧结前成型体进行加热烧成，由此可实现不生成液滴块的铝的自由熔结。另外，对于氢化钛(TiH2),其钛含量为47. 88 (钛的分子量)Λ47·88+1 (氢的分子量)X 2)、为95质量％以上，并且在470 530°C下脱氢形成钛，因此通过上述的加热烧成发生热分解，形成钛。因此，在混合氢化钛时也可以实现不生成液滴块的铝的自由熔结。此时，将钛或氢化钛的平均粒径记作r ( μ m)、钛或氢化钛的配合比记作W(质量％) 时，1(μπι)彡 r 彡 30(μπι)、0. 1(质量 ％) ^ W ^ 20 (质量 ％)，且 0. 1 ^ ff/r ^ 2。SP，在平均粒径4 μ m的氢化钛粉的情况下，由于0. 1彡W/4彡2，因此配合比W为0. 4 8质量％。 在平均粒径20 μ m的钛粉的情况下，由于0. 1彡W/20彡2，因此配合比W为2 40质量％。 但是，由于0. 1 (质量％) ^ W^ 20 (质量％)，因此是2 20质量％。另外，氢化钛的平均粒径为0. 1 ( μ m)彡r彡30 ( μ m)，优选1 ( μ m)彡r彡30 ( μ m)， 更优选4(μπι)彡r彡20(μπι)。这是由于，如果为1 μ m以下则可能自燃，另一方面，如果超过30 μ m则上述氢化钛在烧结后形成覆盖有铝与钛的化合物的钛粒子，该铝与钛的化合物相容易从钛粒子剥离，不能得到烧结体所需的强度。进而，采取0. 1(质量％)彡W彡20(质量％)的理由如下所示。如果烧结助剂粉末的配合比W超过20质量％，则在铝混合原料粉末中，烧结助剂粉末之间存在接触点，不能控制铝与钛的反应热，同时不能得到所需的多孔烧结体。另外，即使在0.1(质量％)彡W彡20(质量％)范围内，根据烧结助剂粉末的粒径的不同，存在铝与钛的反应热变得过大的情况，因反应热而熔化的铝的温度进一步升高，粘性降低，存在生成液滴的情况。为此，用电子显微镜观察在各种条件下制作的试验片，结果可知在可通过钛的配合量和粒径来控制发热量的范围内，只有距钛粒子的露出表面侧大致一定厚度的表层部发生铝反应。由此，实验性地导出为了防止液滴的发生，期望1(μπι)彡r彡30(μπι)、且 0. 1 ^ ff/r ^ 2。应予说明，对于0. 1彡W/r彡2的含义，对在烧结助剂粉末中利用钛的情形进行说明，将钛的平均粒径记作r、钛的粒子数记作N、钛的添加质量记作W、钛的比重记作D、与铝反应导致的钛粒径的减少量记作d时，由于反应热量Q与反应的钛的体积成比例，因此 Q ~ 4Jir2dN。并且，钛粒子的添加量是由1个钛粒子的平均体积与钛粒子的数目的乘积计算的，因此，w = 4/3 π r3DN。由此，将后式代入前式，则Q ^ 3wd/rD。这里，由3/D为常数、 以及d不依赖于烧结条件，大致恒定的观察结果得到Q°cw/r。因此，通过实验性地求出不发生液滴的W/r的范围，如上所述进行限定，可以防止由于铝与钛的反应热过大导致的液滴的发生。接着，粘性组合物制备步骤是在上述铝混合原料粉末中加入聚乙烯醇、甲基纤维素和乙基纤维素中的至少任意一种以上作为水溶性树脂粘合剂，加入聚乙二醇、甘油和邻苯二甲酸二正丁酯中的至少任意一种以上作为增塑剂，同时分别加入蒸馏水、和作为表面活性剂的烷基甜菜碱。如上所述，通过使用聚乙烯醇、甲基纤维素或乙基纤维素作为水溶性树脂粘合剂， 其添加量为较少量即足够。因此，使其添加量在铝混合原料粉末质量的0. 5% 7%范围内。 如果含有超过铝混合原料粉末质量的7%，则在加热烧成时，残留于烧结前成型体等中的碳量增加，烧结反应受到阻碍。如果低于0. 5%，则不能确保烧结前成型体的作业强度。
另外，烷基甜菜碱添加铝混合原料粉末质量的0. 02% 3%。通过为铝混合原料粉末质量的0. 02%以上，在混合后述的非水溶性烃系有机溶剂时，有效地生成气泡。通过为3% 以下，防止由于残留在烧结前成型体等中的碳量增加而导致的烧结反应的阻碍。并且，将它们混炼后，进一步通过混合碳原子数5 8的非水溶性烃系有机溶剂， 使其发泡，制备混合有气泡的粘性组合物。作为该碳原子数5 8的非水溶性烃系有机溶剂，可使用戊烷、己烷、庚烷和辛烷中的至少一种以上。接着，在烧结前步骤中，将粘性组合物拉伸成厚度0. 05 mm 5 mm，涂布在带状的聚乙烯片的剥离剂涂布面上。并且，对周围的温度和湿度管理一定的时间，使气泡尺寸整齐，接着用空气干燥机在温度70度下干燥。此时，粘性组合物通过刮板法、浆料挤出法或丝网印刷法等进行涂布。并且，将干燥后的粘性组合物由聚乙烯片剥离，根据需要切成直径100 mm的圆形等的规定形状，得到烧结前成型体。接着，在烧结步骤中，将上述烧结前成型体放置于铺有氧化锆垫砂的氧化铝承烧板上，在露点为-20°C以下的氩气氛中、在520°C下进行加热保持1小时的预烧成。由此，烧结前成型体的水溶性树脂粘合剂成分、增塑剂成分、蒸馏水以及烷基甜菜碱的粘合剂溶液挥散，进行脱粘合剂，同时，使用氢化钛作为烧结助剂粉末时则进行脱氢。然后，将预烧成后的烧结前成型体在满足Tm-lOrC )《加热烧成温度 T ^ 685 (°C )的加热烧成温度T下加热烧成，得到发泡铝。这基于以下的理由。认为，通过将烧结前成型体加热至熔化温度Tm(°C )，铝与钛开始反应。但是，实际上铝含有微量狗或Si等的共晶合金元素作为杂质，熔点降低。因此可以认为，通过加热至Tm-IO (°C )，铝与钛开始反应，形成发泡铝。实际上，铝的熔点为660°C， 与此相对，对于作为纯铝粉而在市场上流通的纯度98% 99. 7%左右的雾化粉，650°C左右为熔化开始温度。另一方面，铝与钛的包晶温度为665°C，进一步吸收熔化潜热，则铝的烧结体熔化。 因此，必须将炉内气氛温度保持在685°C以下。应予说明，为了抑制铝粒子表面和钛粒子表面的氧化被膜的生长，烧结步骤中的加热烧成必须在非氧化性气氛中进行。不过，如果是加热温度为400°C以下、保持时间为30 分钟左右的条件，则即使在空气中加热，铝粒子表面和钛粒子表面的氧化被膜也基本不生长。因此，例如可以预先将烧结前成型体在空气中、在300°C 400°C下加热保持10分钟左右，进行脱粘合剂，然后在氩气氛中加热至规定的温度，进行烧成。由此得到的发泡铝具有包含有孔金属烧结体的三维网状结构的金属骨架，金属骨架间具有空孔。另外，在有孔金属烧结体中分散有Al-Ti化合物，空孔在每1 cm直线长度上形成20个以上，具有70 90%的总气孔率，适合用作锂离子二次电池或双电荷层型电容器的集电体。应予说明，本发明并不受上述实施方案的任何限定，例如可以使用除钛或氢化钛以外的烧结助剂粉末，也可以使用含有钛作为烧结助剂元素的烧结助剂粉末。根据本实施方案的发泡铝的制造方法，通过铝混合原料粉末制备步骤，在铝粉末中混合钛和/或氢化钛作为烧结助剂粉末，制备铝混合原料粉末。并且，使通过粘性组合物制备步骤制备的粘性组合物发泡，通过烧结步骤，以满足Tm-IO (°C )彡T彡685 (°C )的温度T进行加热烧成。由此可得到具有2种形态不同的气孔、高气孔率、均勻的发泡铝，其中，所述气孔是由海绵骨架包围的、孔径低于600 μ m的尺寸整齐的气孔，和在海绵骨架自身形成的、每100 μ m直线长度中具有2个以上的微小气孔。此时，对于氢化钛，其钛含量为95质量％以上，并且在470 530°C下发生脱氢形成钛，因此，通过上述的加热烧成进行热分解， 形成钛。因此可以认为，氢化钛与钛同样地，通过上述的加热烧成，有助于发泡铝的制造。并且，在粘性组合物制备步骤和烧结步骤之间具有将粘性组合物拉伸成厚度0. 05 mm 5 mm的厚度、涂布在带状的聚乙烯片的剥离剂涂布面上等、制成规定形状的烧结前成型体的烧结前步骤时，通过进行后步骤的烧结步骤，可得到符合锂离子二次电池或双电荷层型电容器的集电体等用途的发泡铝。
实施例(实施例1 16)
接着，准备平均粒径2.1 μ 、9. 4 μ ,24 μπι、87 μ m和175 μπι的Al粉，和平均粒径 9. 8 μ 、24 μ m 禾口 42 μ m 的 Ti 粉，和平均粒径 4. 2 μπι、9. 1 μπι 禾口 21 μπι的TiH2 粉。 并且，按照上述实施方案，按照表1所示的比例，制备在Al粉中混合有Ti粉和/或TiH2粉的铝混合原料粉末1 10，按照表2所示的配合组成制备粘合剂溶液1 5。将其与非水溶性烃系有机溶剂按照表3所示的比例混炼，制造实施例1 16的粘性组合物。[表 1]
权利要求
1.铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，具有以下步骤在铝粉末中混合含钛的烧结助剂粉末，制成铝混合原料粉末的步骤；在上述铝混合原料粉末中混合水溶性树脂粘合剂、水、和包含多元醇、醚以及酯中的至少一种的增塑剂，制成粘性组合物的步骤；在上述粘性组合物中混合有气泡的状态下使其干燥，制成烧结前成型体的步骤；接着，在非氧化性气氛中，将上述烧结前成型体进行加热烧成的步骤；其中，将上述铝混合原料粉末开始熔化的温度记作Tm (0C)时，上述加热烧成的温度 T (°C )满足 Tm-IO (°C ) ^ T ^ 685 (°C )。
2.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，上述铝粉末的平均粒径为 2 200 μπ ο
3.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，将上述烧结助剂粉末的平均粒径记作r ( μ m)、上述烧结助剂粉末的配合比记作W质量％时，上述r和上述W满足 1 ( μ m)彡 r 彡 30 ( μ m)、1 彡 W 彡 20 (质量 ％)、且 0. 1 彡 W/r 彡 2。
4.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，上述烧结助剂粉末为钛和氢化钛中的任意一者或两者。
5.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，在上述粘性组合物中添加碳原子数5 8的非水溶性烃系有机溶剂。
6.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，在上述铝混合原料粉末的质量的0. 5% 7%的范围内含有上述水溶性树脂粘合剂。
7.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，在上述铝混合原料粉末中添加上述铝混合原料粉末的质量的0. 02 3%范围内的表面活性剂。
8.权利要求1所述的铝多孔烧结体的制造方法，其特征在于，将上述粘性组合物拉伸至厚度0.05 mm 5 mm并使其干燥，由此以板状成型体的形式得到上述烧结前成型体。
9.铝多孔烧结体，其特征在于，其具有包含有孔金属烧结体的三维网状结构的金属骨架，并在上述金属骨架之间具有空孔，在上述有孔金属烧结体中分散有Al-Ti化合物，同时上述空孔在每1 cm直线长度上形成20个以上，由此总气孔率为70 99%。
全文摘要
本发明涉及铝多孔烧结体的制造方法，其具有以下步骤在铝粉末中混合含钛的烧结助剂粉末，制成铝混合原料粉末的步骤；在上述铝混合原料粉末中混合水溶性树脂粘合剂、水、和包含多元醇、醚以及酯中的至少一种1种的增塑剂，制成粘性组合物的步骤；在上述粘性组合物中混合有气泡的状态下使其干燥，制成烧结前成型体的步骤；接着，在非氧化性气氛中，将上述烧结前成型体进行加热烧成的步骤；将上述铝混合原料粉末开始熔化的温度记作Tm(℃)时，上述加热烧成的温度T(℃)满足Tm-10(℃)≤T≤685(℃)。
文档编号B22F3/02GK102438778SQ20108001401
公开日2012年5月2日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者大森信一, 星野孝二, 杨积彬, 织户贤治 申请人:三菱综合材料株式会社