[發明專利]一種鎳纖維多孔薄板的制備方法

無效

• 申請號: 200910023111.3
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101596595A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 張健;奚正平;湯慧萍;李程;李廣忠
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;B22F3/24
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及金屬纖維及多孔材料纖維氈的制備方法，尤其是涉及一種鎳纖維多孔薄板的制備方法。

背景技術

金屬纖維及多孔材料纖維氈(以下簡稱“金屬纖維氈”)是近30年發展起來的一種高技術、高附加值的新型結構材料和功能材料，其涉及新材料、冶金、紡織等多學科交叉的學科，能廣范應用于航天、航空、汽車、化工、化纖、紡織、醫藥、食品、節能、環保等領域，因而是國民經濟和國防工業必需的關鍵材料之一。金屬纖維氈不僅具有金屬原有的導電、導熱、高強度、耐高溫、耐腐蝕等特點，還具有化纖、合成纖維的柔軟性和可紡性。由于金屬纖維氈具有滲透性能好、強度高、耐腐蝕、耐高溫、可折疊、可再生、壽命長等特點，因而其是適合于高溫、高壓及腐蝕環境中使用的新一代高效金屬過濾材料。

鎳纖維多孔薄板可用于MH-Ni電池(即鎳氫電池)陽極活性物質的載體材料，由于MH-Ni電池由于具有高比容量、無記憶效應、無污染等優點，被認為是新一代綠色環保電池，在移動通訊和電動汽車等方面具有廣泛的應用前景。為了提高鎳氫電池的容量和使用壽命，日本、美國、德國等國研究發展了鎳纖維氈取代泡沫鎳作為陽極活性物質的載體材料，使MH-Ni電池的充放電次數提高到數千次，同時可以耐大電流沖擊，具有電壓穩定性好、電容量大、活性物質填充量大、利用率高、內阻低、基體強度高等特點，是當前國際上電動汽車電池開發的主要對象之一。

另外，鎳纖維多孔薄板用于SPE電解水裝置中后，可起導電、透氣、透水、電連接及提供彈性余量等作用，有利于提高潛水艇中電解水制氧裝置的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種鎳纖維多孔薄板的制備方法，其方法步驟設計合理、操作方便且所制備的鎳纖維多孔薄板具有強度高、透氣均勻、孔隙度高、開孔率大、孔徑分布均勻等優點，能有效解決鎳纖維多孔薄板的成功制備問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鎳纖維多孔薄板的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、制備鎳纖維束：采用常規集束拉拔法，制備絲徑為8～40μm的鎳纖維束；

步驟二、剪切：采用剪切設備將所制備成的鎳纖維束，剪切成長度為10～30mm的短鎳纖維束；

步驟三、制網：采用無紡梳理機或氣流成網機，將所述短鎳纖維束紡織成棉絮團狀的多孔鎳纖維網；制網之前，根據需成型鎳纖維多孔薄板成品的設計單重，對所述無紡梳理機或氣流成網機的出網速度進行調整，使得所述多孔鎳纖維網的單重不大于所述設計單重且后者為前者的整數倍；

步驟四、配重：將所述多孔鎳纖維網配成多孔鎳纖維網成品，所述多孔鎳纖維網成品由一層或多層所述多孔鎳纖維網平整疊放而成且其單重為所述設計單重；

步驟五、真空燒結：采用真空燒結爐對所述多孔鎳纖維網成品進行真空燒結，制成鎳纖維多孔薄板初步產品；所述真空燒結爐的真空度不小于1×10^-3Pa，燒結溫度為1100～1300℃且燒結時間為2～3h；

步驟六、平整：將所述鎳纖維多孔薄板初步產品置于平整機上進行平整，且將所述鎳纖維多孔薄板初步產品的厚度平整至設計厚度；

步驟七、裁剪：根據需成型鎳纖維多孔薄板成品的結構，采用裁剪設備對經平整后的所述鎳纖維多孔薄板初步產品進行裁剪，獲得鎳纖維多孔薄板成品。

上述步驟四中所述的配重之后，還需將所述多孔鎳纖維網成品置于平整機上進行初步平壓。

上述步驟六中所述的設計厚度為0.25～0.35mm。

上述步驟七中所述鎳纖維多孔薄板成品的孔隙率為60％～90％。

步驟三和步驟四中所述的設計單重為500g/m²～600g/m²。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、制備方法設計新穎、合理且工藝步驟實施方便，涉及新材料、冶金、紡織等多學科交叉的學科領域，具體制備過程是：以集束拉拔法制備的微米級鎳纖維為原料，采用紡織工業中的無紡技術形成多孔纖維網，再通過高溫燒結，使纖維網中的搭接點擴散焊接在一起，使得搭接點形成了冶金結合，因而使纖維網成為完整的多孔體材料結構，結合牢固，具有更高的強度。

2、實際操作時，具體是采用紡織技術中的無紡梳理或氣流成網的方法對纖維進行開松、鋪制并形成棉絮團狀的多孔纖維網，使纖維均勻無序的交織在一起，纖維之間松散搭接。