[发明专利]一种提高溶除模板法制备空心球效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高溶除模板法制备空心球效率的方法，具体地说，涉及一种提高溶除模板法制备毫米或微米量级的金属或合金空心球效率的方法，属于材料制备领域。

背景技术

利用金属空心球或合金空心球与其它材料复合可以制备多孔材料、阻尼材料或吸波材料等多种材料，可用于如吸声减振的泡沫金属、具有电磁屏蔽功能的涂层材料以及电池电极材料等领域。在制备上述材料时，根据材料具体性能的需求，往往需要制备毫米或微米量级的金属或合金空心球。

利用溶除模板法，采用化学镀或电镀在模板表面形成壳层，得到核-壳结构的复合球，其中，所述模板为核，是毫米或微米量级的球形或近球形的金属或合金模板，所述壳层为金属或合金壳层；用酸溶液溶除所述复合球中的模板，可以制备得到毫米或微米量级的金属或合金空心球。在利用所述溶除模板法所述空心球的过程中，由于所述空心球尺寸较大，为保证所述空心球具有足够的强度而不至于在后续处理中发生破裂，在镀制所述壳层时，要求所述壳层具有一定尺寸的厚度，如制备内径为0.8mm的金属钴空心球，金属钴壳层厚度应为≥20μm，才能保证钴壳层在随后的溶除模板过程不易破碎。但较厚的壳层使得用酸溶液溶除壳层内的模板时，酸溶液难以渗透进入壳层内溶除模板，为此需要将所述复合球置于低浓度的酸溶液进行长时间的缓慢酸蚀，才能在保证壳层基本完整的情况下溶除模板，制得金属或合金空心球。因此制备毫米或微米量级的金属或合金空心球的过程十分漫长，效率较低，如制备内径为0.8mm、壳层厚为50μm的金属钴空心球，通过盐酸蚀完全溶除钴壳内的铁模板需要7h；而制备内径为70μm，壳层厚为3μm的金属钴空心球，通过盐酸蚀完全溶除钴壳内的铁模板则需要2h。所以，需要采取方法提高利用溶除模板法制备毫米或微米量级的金属或合金空心球的效率。

发明内容

针对目前利用溶除模板法制备毫米或微米量级的金属或合金空心球效率较低的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高溶除模板法制备空心球效率的方法，所述方法可明显缩短溶除模板所需的时间，提高利用溶除模板法制备毫米或微米量级的金属或合金空心球的效率。

本发明的目的是通过下述技术方案而实现的。

一种提高溶除模板法制备空心球效率的方法，所述方法中使用的溶除模板法为本领域制备毫米或微米量级的金属或合金空心球所使用的常规的溶除模板法，其特征在于：

当利用溶除模板法制备毫米或微米量级的金属或合金空心球过程中，在毫米或微米量级的金属或合金模板表面镀覆金属或合金壳层形成核-壳结构的复合球时，在镀液中添加占所述壳层体积的2～10％的纳米金属或合金粒子，通过复合化学镀或复合电镀，使添加于镀液中的纳米金属或合金粒子分散嵌入所述壳层中；其中，所述粒子的电极电位低于所述壳层的电极电位。

金属或合金空心球的外径尺寸为50μm～2mm。

有益效果

1.本发明所提供的一种提高溶除模板法制备空心球效率的方法，将纳米金属或合金粒子通过复合镀嵌入复合球的壳层中提高效率，当将复合球置于酸溶液中进行酸蚀时，根据原电池反应原理，壳层中嵌入的低电极电位的纳米金属或合金粒子将先行溶解而在金属和合金壳层中形成纳米量级的微孔洞，所述微孔洞的存在使得酸溶液能够更快的渗透进入壳层内溶除模板，从而明显缩短溶除模板所需的时间，大大地提高利用溶除模板法制备毫米或微米量级金属或合金空心球的效率。

2.本发明所提供的一种提高溶除模板法制备空心球效率的方法，解决现有溶除模板法制备毫米或微米量级金属或合金空心球的方法不能控制酸蚀过程中在壳层中所形成微孔洞的大小和数量的缺陷，可通过调整镀液中所加低电极电位纳米金属或合金粒子的大小和数量，对酸蚀过程中在壳层中所形成微孔洞的大小和数量进行控制，保证壳层中形成微孔洞的大小和数量不会破坏壳层的完整性和导致壳层强度明显下降而破碎。

具体实施方式

为了充分说明本发明的特性以及实施本发明的方式，下面给出实施例。

实施例1

分别配置20g/L的CoSO₄溶液200mL、30g/L的酒石酸钾钠溶液100mL，2g/L的乙二胺四乙酸二钠溶液100mL，将所述三种溶液均匀混合，然后搅拌加入5mol/L的NaOH溶液150mL，得到pH值为13的化学镀钴的镀液。

称量20g平均直径为0.8mm的铁球，用300mL质量浓度为1％的HCl酸洗5min除去铁球表面的氧化层及油污后，用去离子水冲洗酸洗后的铁球，作为模板使用。