[发明专利]一种泡沫金属的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种泡沫金属的制备方法，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

目前，随着金属制备工艺的不断发展，泡沫金属以其比重轻，比表面积大等特点而广泛应用于过滤、屏蔽、吸音及碱性二次电池和催化剂载体等方面。尤其是在国内、外制造镍氢电池和镍镉电池中，常使用泡沫镍做电池的电极基板。由于泡沫镍具有相互连通的三维网状结构，孔隙率高，均匀性好，电阻率低，柔韧性好等特点，在电极基板中起载体和集流体的作用。然而现有的泡沫金属大多为单质泡沫金属，因此该泡沫金属要受到该种金属特性的限制，且制造成本往往较高。

泡沫金属是一种物理功能与结构特性一体化的新型工程材料。80年代初国际上开始金属泡沫材料研制，金属泡沫材料具备质轻、隔音、过滤和阻燃特性，又有很强的吸震和电磁屏蔽作用，因此，广泛应用于国防工业。90年代起，泡沫金属推广应用于民用工业，例如，高水平的泡沫镍应用于电容和超级电容的制备。目前，我国泡沫金属研制和生产技术水平居于世界前列。

目前，多孔金属材料的制备方法主要有熔融金属发泡法、粉体发泡法、喷雾发泡法、机基体浸浆干燥烧结法、松散粉末烧结法等，这些方法存在孔径大小和分布、孔隙结构不均匀且不易控制等问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前泡沫金属在制备过程中存在着孔径大小和分布、孔隙结构不均匀且不易控制，且现有的泡沫金属大多为单质泡沫金属，使得泡沫金属的隔音效果不理想的问题，本发明提供了一种生物改性泡沫金属的制备方法，本发明首先通过对泡沫金属载体进行预处理及改性，使其易于与金属接合，再向其中加入金属混合液与其混合，附着部分金属，然后再将金属粉末喷入其中，与混合植物根混合，经密封，冲洗，煅烧，即可得到一种孔径大小和分布、孔隙结构均匀，且附有多种金属的泡沫金属。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取1～3kg厚为50～90mm的海绵，用水冲洗1～3次，之后将其放入容器中，向其中加入400～450mL质量分数为40～45％的大豆皂甙溶液，及50～120mL质量分数为35％的双氧水溶液，然后充入二氧化碳直至容器内部压力至0.5～0.7MPa，再加热至70～90℃，保持温度3～5h，待保温结束后，在30～50s泄压至标准大气压，趁热过滤，将海绵放入烘箱中烘干，得脱脂改性泡沫金属载体，备用；

（2）取60～80g二氧化硅置于坩埚中，在向其中加入200～300g无水碳酸钙，混合均匀，然后向其中加入质量分数为10％的偏钨酸铵水溶液浸泡混合固体，浸泡10～15min后，将坩埚置于马弗炉中进行加热，温度设定为1100～1200℃，直至固体完全溶解，然后冷却至室温，将马弗炉中的液体倒入装有2～4L温度为40～50℃的蒸馏水中，搅拌均匀，得金属混合液；

（3）取800～900g脱脂改性泡沫金属载体放入容器中，再取上述制得的金属混合液浸泡脱脂改性泡沫金属载体，将容器置于频率为30～60KHz环境下，使用氙气将容器内的空气排出，震荡40～50min后，静置1～2h，然后过滤，将所得的金属载体风干；

（4）按质量比1:1，将120～150目的氧化镍与110～160目的氧化铝混合均匀，得混合金属物，取500～600g所制得的混合金属物，使用1～3MPa的高压二氧化碳气流将混合金属物喷射进入步骤（3）所制得的金属载体中，然后将金属载体放入容器中，向其中加入300～600g混合植物根，所述植物根为按质量比1:2，取新鲜狗尾巴草与新鲜蜈蚣草根放入粉碎机中粉碎而成；

（5）在向上述容器中加入100～200g尿素，搅拌均匀，然后保持温度35～45℃，密封静置，直至混合植物根完全腐烂为止，之后将金属载体取出，使用水冲洗1～3次，然后使用电压100～210kV对金属载体通电15～30min；

（6）待上述通电结束后得粗生物改性泡沫金属，然后将其煅烧炉中，升温至100～200℃温度，进行预热处理20~50min，再继续升温至300~500℃进行煅烧，温度保持1~3h后，停止加热，并冷却至室温，得泡沫金属。

本发明的应用方法是：将本发明所制的泡沫金属均匀喷射在高速公路及火车道旁的隔音板上，厚度为50～70mm，经检测经隔音后，声音低于60分贝，且隔音板周围的空气质量均达到良以上。

本发明的有益效果是：

（1）本发明所制得的泡沫金属孔隙率达95～98%，通孔率92～97％，孔径可在0.1～2.4mm范围调节；