一种泡沫金属的制备方法与流程

文档序号:15588894发布日期:2018-10-02 18:42阅读:1035来源:国知局

本发明涉及金属材料领域,尤其涉及一种泡沫金属的制备方法。



背景技术:

泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料。通过其独特的结构特点,泡沫金属拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点,是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。铜材制成的泡沫金属材料泡沫铜具有良好的导电导热性能,可用于热管、均热板芯材、led散热材料。

含有泡沫状气孔的金属材料与一般烧结多孔金属相比,泡沫金属的气孔率更高,孔径尺寸较大,可达7毫米。由于泡沫金属是由金属基体骨架连续相和气孔分散相或连续相组成的两相复合材料,因此其性质取决于所用金属基体、气孔率和气孔结构,并受制备工艺的影响。通常,泡沫金属的力学性能随气孔率的增加而降低,其导电性、导热性也相应呈指数关系降低。当泡沫金属承受压力时,由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应,使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性。泡沫金属材料独特的三维孔隙结构提供了更大的比表面积,适宜于各种高温及腐蚀领域,比如油井防砂、汽车(尤其是柴油机)尾气。

泡沫镍由于有连通的气孔结构和高的气孔率,因此具有高通气性、高比表面积和毛细力,多作为功能材料,用于制作流体过滤器、雾化器、催化器、电池电极板和热交换器等。泡沫镍及铁镍材料作为泡沫金属材料研究所的优势产品已广泛用于过滤、电池、催化领域。随着社会城市化、科技化、人性化的发展,如何设计一种干燥快、附着力强、冲击强度高、硬度高和抗划痕负荷性好的泡沫金属以满足市场需求,是非常必要的。



技术实现要素:

解决的技术问题:

本申请提供一种泡沫金属的制备方法,所制得的泡沫金属附着力强、冲击强度高、硬度高和抗划痕负荷性好。

技术方案:

一种泡沫金属的制备方法,其包括如下步骤:

步骤1):称取铝、二氧化硅、锌、氧化铜、镍、铁、锡、铬、钴、钨、聚醚多元醇、不锈钢金属粉、三乙烯二胺和甲苯二异氰酸酯;

步骤2):将铝、二氧化硅、不锈钢金属粉和三乙烯二胺投入设有搅拌器和温度计的反应釜中,升温至70-90℃,搅拌40-80min,搅拌速度为800-1200转/分钟;

步骤3):升温至90-110℃,加入剩余原料,混合80-120min,在球磨机中研磨20-30h后烧结,烧结温度900-1000℃,吹入空气、氮气或氩气,烧结8-10h。

作为本发明的一种优选技术方案:各原料按重量份数配比如下:铝100份,二氧化硅1-20份,锌5-25份,氧化铜0.5-4.5份,镍1-5份,铁2-6份,锡3-7份,铬4-8份,钴6-10份,钨8-12份,聚醚多元醇1.5-5.5份,不锈钢金属粉2.5-6.5份,三乙烯二胺4.5-8.5份,甲苯二异氰酸酯12-18份。

作为本发明的一种优选技术方案:各原料按重量份数配比如下:铝100份,二氧化硅5-15份,锌10-20份,氧化铜1.5-3.5份,镍2-4份,铁3-5份,锡4-6份,铬5-7份,钴7-9份,钨9-11份,聚醚多元醇2.5-4.5份,不锈钢金属粉3.5-5.5份,三乙烯二胺5.5-7.5份,甲苯二异氰酸酯14-16份。

作为本发明的一种优选技术方案:各原料按重量份数配比如下:铝100份,二氧化硅5份,锌10份,氧化铜1.5份,镍2份,铁3份,锡4份,铬5份,钴7份,钨9份,聚醚多元醇2.5份,不锈钢金属粉3.5份,三乙烯二胺5.5份,甲苯二异氰酸酯14份。

作为本发明的一种优选技术方案:各原料按重量份数配比如下:铝100份,二氧化硅15份,锌20份,氧化铜3.5份,镍4份,铁5份,锡6份,铬7份,钴9份,钨11份,聚醚多元醇4.5份,不锈钢金属粉5.5份,三乙烯二胺7.5份,甲苯二异氰酸酯16份。

作为本发明的一种优选技术方案:各原料按重量份数配比如下:铝100份,二氧化硅10份,锌15份,氧化铜2.5份,镍3份,铁4份,锡5份,铬6份,钴8份,钨10份,聚醚多元醇3.5份,不锈钢金属粉4.5份,三乙烯二胺6.5份,甲苯二异氰酸酯15份。

有益效果:

采用本发明所述方法制得的泡沫金属具有以下技术效果:1、气孔直径5-25mm,孔隙率88-98%;2、密度7.5-8,压缩强度320-340mpa,冲击强度150-350mpa;3、通孔率95-99%,金属耐磨且耐酸碱;4、吸声效果好,发泡均匀,比重轻30-50%,可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按重量份数配比称取铝100份,二氧化硅1份,锌5份,氧化铜0.5份,镍1份,铁2份,锡3份,铬4份,钴6份,钨8份,聚醚多元醇1.5份,不锈钢金属粉2.5份,三乙烯二胺4.5份,甲苯二异氰酸酯12份。

将铝、二氧化硅、不锈钢金属粉和三乙烯二胺投入设有搅拌器和温度计的反应釜中,升温至70℃,搅拌40min,搅拌速度为800转/分钟。

升温至90℃,加入剩余原料,混合80min,在球磨机中研磨20h后烧结,烧结温度900℃,吹入空气、氮气或氩气,烧结8h。

气孔直径5mm,孔隙率88%;密度8,压缩强度320mpa,冲击强度150mpa;通孔率95%,金属耐磨且耐酸碱;吸声效果好,发泡均匀,比重轻30%,可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例2:

按重量份数配比称取铝100份,二氧化硅20份,锌25份,氧化铜4.5份,镍5份,铁6份,锡7份,铬8份,钴10份,钨12份,聚醚多元醇5.5份,不锈钢金属粉6.5份,三乙烯二胺8.5份,甲苯二异氰酸酯18份。

将铝、二氧化硅、不锈钢金属粉和三乙烯二胺投入设有搅拌器和温度计的反应釜中,升温至90℃,搅拌80min,搅拌速度为1200转/分钟。

升温至110℃,加入剩余原料,混合120min,在球磨机中研磨30h后烧结,烧结温度1000℃,吹入空气、氮气或氩气,烧结10h。

气孔直径10mm,孔隙率90%;密度7.6,压缩强度325mpa,冲击强度200mpa;通孔率96%,金属耐磨且耐酸碱;吸声效果好,发泡均匀,比重轻35%,可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例3:

按重量份数配比称取铝100份,二氧化硅5份,锌10份,氧化铜1.5份,镍2份,铁3份,锡4份,铬5份,钴7份,钨9份,聚醚多元醇2.5份,不锈钢金属粉3.5份,三乙烯二胺5.5份,甲苯二异氰酸酯14份。

将铝、二氧化硅、不锈钢金属粉和三乙烯二胺投入设有搅拌器和温度计的反应釜中,升温至70℃,搅拌40min,搅拌速度为800转/分钟。

升温至90℃,加入剩余原料,混合80min,在球磨机中研磨20h后烧结,烧结温度900℃,吹入空气、氮气或氩气,烧结8h。

气孔直径15mm,孔隙率95%;密度7.7,压缩强度330mpa,冲击强度250mpa;通孔率97%,金属耐磨且耐酸碱;吸声效果好,发泡均匀,比重轻40%,可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例4:

按重量份数配比称取铝100份,二氧化硅15份,锌20份,氧化铜3.5份,镍4份,铁5份,锡6份,铬7份,钴9份,钨11份,聚醚多元醇4.5份,不锈钢金属粉5.5份,三乙烯二胺7.5份,甲苯二异氰酸酯16份。

将铝、二氧化硅、不锈钢金属粉和三乙烯二胺投入设有搅拌器和温度计的反应釜中,升温至90℃,搅拌80min,搅拌速度为1200转/分钟。

升温至110℃,加入剩余原料,混合120min,在球磨机中研磨30h后烧结,烧结温度1000℃,吹入空气、氮气或氩气,烧结10h。

气孔直径20mm,孔隙率96%;密度7.8,压缩强度335mpa,冲击强度300mpa;通孔率98%,金属耐磨且耐酸碱;吸声效果好,发泡均匀,比重轻45%,可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例5:

按重量份数配比称取铝100份,二氧化硅10份,锌15份,氧化铜2.5份,镍3份,铁4份,锡5份,铬6份,钴8份,钨10份,聚醚多元醇3.5份,不锈钢金属粉4.5份,三乙烯二胺6.5份,甲苯二异氰酸酯15份。

将铝、二氧化硅、不锈钢金属粉和三乙烯二胺投入设有搅拌器和温度计的反应釜中,升温至80℃,搅拌60min,搅拌速度为1000转/分钟。

升温至100℃,加入剩余原料,混合100min,在球磨机中研磨25h后烧结,烧结温度950℃,吹入空气、氮气或氩气,烧结9h。

气孔直径25mm,孔隙率98%;密度7.5,压缩强度340mpa,冲击强度350mpa;通孔率99%,金属耐磨且耐酸碱;吸声效果好,发泡均匀,比重轻50%,可以广泛生产并不断代替现有材料。

以上实施例中的所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述,而不是限制,因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

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