泡沫型金屬銅及其生產技術的製作方法
2023-06-29 06:14:31
專利名稱：泡沫型金屬銅及其生產技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及新型金屬材料，特別是一種泡沫型金屬銅及其生產技術。
目前，國內用於鎳鎘、鎳氫電池的泡沫鎳工藝技術是由王紀三、劉喜信、李長鎖等教授發明的，但利用該工藝技術還不能製造出泡沫銅材料。
本發明的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，借鑑了它的部份工藝技術，提出一種泡沫型金屬銅及其生產技術，使其具有比重輕，比表面積大等特點。
針對上述發明目的，本發明採用如下技術方案一種泡沫型金屬銅，其特徵是該金屬銅的內芯呈空心狀，其表層呈多孔隙狀，且孔隙為通孔，所述孔隙佔泡沫銅表觀體積的80％以上。
一種專用於上述泡沫型金屬銅的生產技術，其特徵是它採用非金屬材料作芯材，然後對芯材按以下工序進行處理a.使用強氧化劑水溶液對其進行親水處理；b.採用塑料化學鍍的方法或浸塗導電膠的方法對其進行導電化處理；c.將其置於鹼性體系或硫酸銅酸性體系的電鍍銅常規溶液中，通以2-30A的直流電流密度進行電鑄，即可在芯材表面鍍覆一層泡沫型金屬銅；d.燒掉芯材，將其置於還原氣氛的熱處理爐中進行熱處理。消除應力即得到泡沫型金屬銅。
在上述泡沫型金屬銅表面可以複合(鍍覆)一層或多層其它金屬。
該泡沫型金屬銅及其複合材料除具有銅和複合金屬的基本特徵外，同時還具有比重小，比表面積大，多孔且彼此為通孔，呈泡沫狀等特點，它可作為導電、導熱、散熱性能優異的輕質材料；作為鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、銀鋅及可充鹼錳電池的負極基板材料；作為金屬催化劑骨架材料以及特殊工況環境下的過濾介質材料。使用它能大量節省金屬材料包括貴金屬材料資源。
附圖
表示泡沫型金屬銅的橫截面。
從附圖中可以看出，該泡沫型金屬銅是一種多孔，大比表面積的泡沫型材料，其內芯1處呈空心狀，孔隙2為通孔，真實表面積大，是其外型表觀面積的數百倍至千倍以上。它可以複合其它貴金屬或有色金屬材料，如金、銀、鈀、鎳、鉛、鋅、錫等。3表示泡沫銅，4表示複合金屬。
泡沫型金屬銅是採用非金屬材料作芯材，採用化學鍍或浸漬導電膠的方法，令其導電化，然後進行電鑄，在氫氣氛條件下進行熱處理而製成。具體生產過程如下芯材——淨化處理——親水處理——導電化處理——電鑄——乾燥——熱處理上述工藝過程中，乾燥工序之前的每一工藝步驟都應使用達標自來水或去離子水充分清洗工件之後才能進行下一道工序。
各工藝步驟分述如下芯材它直接關係到泡沫型金屬的外觀形貌。可以採用無紡布、織物、炭纖維、軟性聚氨酯泡沫等作為芯材，分別製成纖維疊層無定型狀、織物狀、纖維疊層有秩狀以及多孔泡沫狀。上述形態的金屬在本發明中統稱為泡沫型金屬材料。
淨化處理使用10％左右的鹼性淨化劑如碳酸鈉等，除去芯材在貯運過程中沾汙的油脂。
親水處理除去上述芯材表面的憎水官能團。一般使用強氧化劑水溶液處理，如鉻酸、硫酸、高錳酸鉀、雙氧水等。例如使用2-10克/升鉻酐、1-5克硫酸水溶液，或5-20克高錳酸鉀、1-5克硫酸水溶液在室溫條件下浸泡即可達到親水處理的目的。
非金屬材料的導電化處理採用塑料化學鍍的方法，也可以採用浸塗導電膠的方法實現。化學鍍時，以膠體鈀活化和氯化亞錫敏化，鹽酸解膠，也可選用銀氨絡合物活化，然後在硫酸銅、甲醛、酒石酸鉀鈉和微量鉛鹽的溶液中化學鍍銅，使非金屬材料的芯材成為導電體。浸塗導電膠時，可浸漬含碳粉、銅粉、銀粉的導電塗料和能形成半導體的有機或無機鎳鹽或銅鹽，然後作還原處理，也能達到導電化的目的。例如化學鍍時，將經過膠體鈀活化和解膠後的芯材置於硫酸銅5-30克/升，酒石酸鉀鈉5-20克/升，甲醛5-30克/升，穩定劑(微量鉛鹽)的水溶液中，於室溫條件下即可獲得導電良好的芯材。
電鑄將導電化處理後的芯材分別置於氰化物體系、焦磷酸鹽體系、乙二胺體系、酒石酸鉀體系等鹼性體系和硫酸銅酸性體系電鍍常規溶液中，通以2-30A直流電流密度，控制時間和電流即可在芯材的纖維或肋條上鍍覆不同厚度的金屬銅，泡沫銅即成型。例如將導電處理後的芯材置於硫酸銅50-150克/升、乙二胺50-150克/升、酒石酸鉀鈉20-30克/升水溶液中，或硫酸銅10-100克/升、硫酸10-50克/升、乙醇10-20克/升的水溶液中，於室溫條件下即可電鑄成泡沫型銅的胚體。
熱處理電鑄成型的泡沫銅，由於電結晶應力既硬又脆，工業上無法應用。必須將電鑄成型的泡沫銅置於還原氣氛的熱處理爐中於500-900℃的溫度下處理20分鐘以上，消除應力，得到泡沫銅產品。
泡沫銅複合其它金屬可採用離子濺射、熱噴塗、化學置換、電沉積等物理或化學的方法，在泡沫銅表面鍍覆一層或多層其它金屬。也可通過熱處理、雷射處理等方式使複合金屬與銅或以嚴格分層狀態，或以彌散過渡層狀態，或以合金層狀態組成泡沫銅複合材料。
權利要求
1.一種泡沫型金屬銅，其特徵是該金屬銅的內芯呈空心狀，其表層呈多孔隙，狀且孔隙為通孔，所述孔隙佔泡沫銅表觀總體積的80％以上。
2.按照權利要求1所述泡沫型金屬銅，其特徵是在該金屬銅表面複合一層或多層其它金屬。
3.一種泡沫型金屬銅的生產技術，其特徵是它採用非金屬材料作芯材，然後對芯材按以下工序進行處理；a.使用強氧化劑水溶液對其進行親水處理；b.採用塑料化學鍍的方法或浸塗導電膠的方法對其進行導電化處理；c.將其置於鹼性體系或硫酸銅酸性體系的電鍍銅常規溶液中，通以2-30A的直流電流密度進行電鑄，即可在芯材表面鍍覆一層泡沫型金屬銅；d.燒掉芯材，將其置於還原氣氛的熱處理爐中進行熱處理，消除應力即得到泡沫型金屬銅。
全文摘要
本發明涉及一種泡沫型金屬銅及其生產技術，其特殊之處是該金屬銅的內芯呈空心狀，其表層呈多孔隙狀，且孔隙為通孔，所述孔隙佔泡沫銅表觀總體積的80％以上，在該金屬銅表面可複合一層或多層其它金屬。該材料除具有銅和所複合金屬的基本特徵外，同時還具有比重小，真實表面積大，多孔且彼此為通孔，呈泡沫狀等特點。
文檔編號C25D1/00GK1147030SQ96118220
公開日1997年4月9日 申請日期1996年6月18日 優先權日1996年6月18日
發明者陶維正 申請人:武漢市三合實業公司