[发明专利]结构可控的镁基三维多孔材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型材料的制备方法，具体涉及一种结构可控的镁基三维多孔材料的制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

多孔材料由于其低密度以及优良的热学、电学和力学等性能被广泛应用在生物医学、能量交换、净化过滤和催化电极等领域，其中多孔镁（镁合金）由于其比强度高和比刚度高等优良性能，以及金属镁在自然中含量丰富、价格低廉等优势而备受青睐。目前制备镁基多孔材料的方法主要有粉末冶金法和真空渗流铸造法等，但是这些制备方法都存在有工艺复杂、成本高、对设备要求较高、多孔材料的孔径大小和孔隙形貌不易调节等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有镁基多孔材料制备方法的不足，提供一种结构可控的镁基三维多孔材料的制备方法，能够制备出内部为人为可调控的三维多孔结构的镁基多孔材料，使之具有不同的结构、力学、物理等性能，以满足不同的使用要求。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种结构可控的镁基三维多孔材料的制备方法，该多孔材料的基体材料为纯镁或者镁合金并且其中充满了三维贯通的孔隙，所述多孔材料具有根据使用要求而设定的结构，其特征在于：所述制备方法包括，首先根据所述设定的结构设计用于造孔的三维空间构型，然后将金属丝绕制或编织成该三维空间构型，之后通过无压渗透方法或者吸铸方法将镁基金属材料熔液渗入该三维空间构型中，冷却后形成镁基金属丝复合结构，最后采用化学腐蚀方法将该镁基金属丝复合结构中的三维空间构型金属丝去除，形成具有设定的结构的镁基三维多孔材料。

所述的设定的结构是指，设定的镁基三维多孔材料的孔隙大小、孔隙分布、孔隙率和孔隙间的连通性。

所述的设定的镁基三维多孔材料的孔隙率在5%-95%的范围内选取。

所述的金属丝为铁丝、钛丝或铝丝，其直径为0.005mm-5mm。

所述的镁基三维多孔材料的抗压强度为0.01MPa-300MPa，压缩弹性模量为0.01MPa-40GPa。

所述的化学腐蚀方法所使用的腐蚀液及腐蚀工艺根据所述金属丝的种类、直径以及所述镁基金属丝复合结构的尺寸和形状确定。

所述的使用要求是指，所述镁基三维多孔材料在包括生物医学、能量交换、净化过滤和催化电极在内的各领域中的应用要求。

与现有技术相比，本发明先根据镁基多孔材料的应用要求确定其结构，并由该结构设计出造孔的三维空间构型，然后将金属丝编绕成该三维空间构型，并将镁基金属材料熔液渗入该三维空间构型以形成镁基金属丝复合结构，最后采用化学腐蚀去除该镁基金属丝复合结构中的金属丝，形成镁基三维多孔材料。因此通过调整改变金属丝的三维空间构型，即改变其孔隙大小、孔隙分布、孔隙率等，以及腐蚀去除金属丝，本发明所制备的镁基多孔材料就能够具有不同的设定结构，从而调整改变镁基多孔材料的力学、物理等性能，以满足不同的使用要求。换言之，本发明实现了镁基多孔材料结构的准确可控，能够制备不同性能的镁基三维多孔材料，从而满足了生物医学、能量交换、净化过滤、催化电极等领域的应用需求。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的方法步骤示意图。

图3是本发明制备的镁基三维多孔材料的构造形貌放大图。

具体实施方式

本发明为一种根据使用要求制备不同结构和性能的镁基三维多孔材料的方法。所制备的镁基三维多孔材料的基体材料为纯镁或者镁合金，并且其中充满了三维贯通的孔隙，该镁基三维多孔材料具有设定的结构，该设定的结构可以根据不同的使用要求进行调整改变而不同。所述设定的结构是指，设定的镁基三维多孔材料的孔隙大小、孔隙分布、孔隙率和孔隙间的连通性等要素。所述的使用要求是指，所述镁基三维多孔材料在包括生物医学、能量交换、净化过滤和催化电极在内的各领域中的应用要求。

以下结合附图和实施例对本发明作详细说明。

如图1所示，本发明所述的结构可控的镁基三维多孔材料的制备方法包括如下内容：