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2、孔連通泡沫鋁制備工藝研究

2.金屬沉積
本法用金屬噴涂工藝將金屬覆蓋在聚氨基甲酸乙脂材料上。該法出三步組成：硬化、化學(xué)預(yù)鍍和電鍍。硬化工序是在聚氨基甲酸乙脂泡沫表面涂上薄薄一層環(huán)氧涂層，使其具有一定的剛度。硬化之后在其表面化學(xué)沉積一層金屬膜，使其具有微導(dǎo)電性，制備時(shí)表面用強(qiáng)氧化性酸溶液(如鉻酸/硫酸/磷酸混合液)處理，使表面與水親合，并經(jīng)適當(dāng)侵蝕得到一微毛糙的表面，以提高沉積金屬層的粘附力。然后，表面用氯化鈀溶液中的鈀進(jìn)行催化處理。也可在化學(xué)鍍?nèi)芤褐羞B續(xù)沉積。適用的金屬有銅、鎳、鐵、銀、鈷、金和鈀等。其中，以銅和鎳的應(yīng)用最為廣泛。最后是把預(yù)鍍完畢的聚氨基甲酸乙脂泡沫電鍍到所需厚度。已應(yīng)用的金屬、合金及相應(yīng)的鍍液有：銅(焦磷酸鹽)、鎳(氨基磺酸鹽)、鋅(氰化物)、鈷一錫(氟化物)及銀(氟化物)，這樣，氨基甲酸脂基體就可通過熱分解除去。
采用金屬沉積法制取的泡沫金屬具有均勻性和高孔隙率等特點(diǎn)。然而其成本較高，故在使用上受到一定限制。
3. 粉末冶金
(1)粉漿發(fā)泡技術(shù)
該工藝首先是制備粉漿（由細(xì)小的金屬粉末與分散在有機(jī)溶液中的發(fā)泡劑所組成），然后使該粉漿發(fā)泡，最后焙燒成多孔體。該法已用于鈹粉末及鎳、鐵、銅以及不銹鋼、青銅等粉術(shù)。本法也已被用來制取泡沫鋁。為了制得泡沫鋁，首先要制得主要成份為細(xì)鋁粉與發(fā)泡劑的粉漿，并用鹽酸氫氧化鋁或正磷酸進(jìn)行處理。粉漿經(jīng)攪拌后注入所需形狀的模中，發(fā)泡停止后在100 ℃溫度下進(jìn)行2h的處理，以使泡沫金屬具有一定的強(qiáng)度，并提高其機(jī)械性能。鋁粉末不能用于燒結(jié)，因其在燒結(jié)溫度下會(huì)產(chǎn)生氧化鋁，因此用粉漿發(fā)泡技術(shù)制取的泡沫鋁強(qiáng)度較低，這也就限制了它的應(yīng)用。
(2)疏松粉末燒結(jié)

根據(jù)燒結(jié)機(jī)理，粉末顆粒間是相互接觸的，并在粉術(shù)顆粒變熱時(shí)通過相互接觸的粉末粒子之間的表面張力或毛細(xì)作用而長(zhǎng)大。燒結(jié)時(shí)不需施壓。因此，模具盛滿金屬粉末后即可燒結(jié)。該法被稱為疏松粉術(shù)燒結(jié)。主要用于制備多孔金屬材料，如青銅過濾器及用作堿性蓄電池和燃料電池的多孔鎳電極板。用這種方法所制得的材料孔隙率為40~60%（體積）。為獲得更高孔隙率，普遍采用的方法是添加間隙劑，在燒結(jié)過程中，它們會(huì)被分解或蒸發(fā)掉，也可通過升華或溶解除去。
在制備鐵、鎳或銅及其合金的過濾器時(shí)，用四氟化銨作閭隙劑。制備孔隙率高達(dá)70~90%的鎳隔板，通常是將40%體積的甲基纖維素作為間隙劑加在鎳粉中。
(3)燒結(jié)飽和海綿粉漿
在粉末冶金中，各種海綿類材料也可用作制備均勻、高孔隙率泡沫金屬的臨時(shí)支撐物。將海綿類的有機(jī)材料(如塑料海綿)，剪成所需形狀，再用所需金屬粉末的粉漿浸透，粉漿載體可以是水或有機(jī)液，干燥后 熱至足夠的溫度，使有機(jī)海綿材料熱分解除去，隨后燒結(jié)，冷卻后，就得到了具有通孔的高孔隙體。
另一個(gè)方法是由金屬化合物來代替金屬粉末，這樣的金屬化合物有金屬乳酸鹽或2一羥基、羧基酸鹽，熱至分解溫度可以使其轉(zhuǎn)化成所對(duì)應(yīng)的金屬，同時(shí)支撐體經(jīng)燃燒后也可除掉。用該工藝可制得具有70~90%(體積)孔隙率的銀板。
(4)纖維冶金
采用金屬纖維來代替金屬粉末制備如過濾器這樣的多孔材料，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
①孔隙率的控制范圍廣，即使是在最高孔隙率時(shí)，其材料結(jié)構(gòu)性能也不變。
②材料強(qiáng)度高、延伸性好，對(duì)一定的孔隙率而言，其性能比金屬粉末法制得的相應(yīng)材料高出幾倍。
③可制得兼有良好阻塞功能的高滲透性材料。
4. 噴濺沉積
在美國(guó)，已設(shè)計(jì)出一種生產(chǎn)致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)泡沫金屬的新方法。該法是使用濺射技術(shù)把夾有惰性氣體的金屬粉末均勻?yàn)R射到金屬基體上。然后加熱至金屬熔化，并保溫一段時(shí)間使夾有的氣體膨脹成孔，冷卻后就 得到了具有致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬發(fā)泡體。
濺射沉積是目前制備含有惰性氣體的金屬物的最有效方法。最好的噴濺裝置是三頭濺射儀。通過沉積區(qū)惰性氣體的壓力、基體的溫度及施予基底的負(fù)偏壓大小的變化來控制金屬的孔隙率(體積)變化范圍。
該法適用于能均勻夾惰性氣體的任何材料(包括非金屬材料)。