[發(fā)明專利]一種多孔材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210038361.6
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102560178A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李長久;楊冠軍;李成新
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;B22F3/11
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種多孔材料的制備方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行：

(1)將多孔材料的粉末顆粒加熱使其形成表面熔化而內(nèi)部保持固態(tài)的半熔顆粒；

(2)將基體表面加熱到沉積溫度，沉積溫度為200～1500℃，使上述半熔顆粒碰撞沉積到基體表面，然后保持所沉積形成的沉積物的表面溫度為上述沉積溫度，繼續(xù)使半熔粒子累加沉積，在半熔顆粒之間由于不完全填充作用而形成尺寸小于或相等于粉末顆粒的小尺度孔隙；

(3)通過控制半熔顆粒表面熔化程度和速度，使半熔顆粒碰撞到基體表面時(shí)液體部分向前流動(dòng)到達(dá)該半熔顆粒與基體表面的接觸界面部位周圍并凝固，形成該半熔顆粒與沉積表面之間的有效結(jié)合；

(4)通過控制顆粒速度，使顆粒碰撞到沉積表面時(shí)通過液體凝固實(shí)現(xiàn)碰撞的原位沉積，而不是顯著朝前滑動(dòng)、朝后或側(cè)面反彈；經(jīng)過多個(gè)顆粒的隨機(jī)沉積形成顆粒下側(cè)的遮蔽效應(yīng)，從而得到尺寸顯著大于粉末顆粒的大尺度孔隙。

2.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的半熔顆粒通過以下方法獲得：將一種高熔點(diǎn)顆粒材料與另一種低熔點(diǎn)材料構(gòu)成復(fù)合材料，將其在熱源中加熱使低熔點(diǎn)材料熔化后形成的表面附有低熔點(diǎn)液體而內(nèi)部保持為固態(tài)的半熔顆粒。

3.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述多孔材料為有機(jī)物、金屬或者合金時(shí)，其沉積溫度為0.3～0.5倍熔點(diǎn)；所述多孔材料為有機(jī)物或金屬或合金為連續(xù)相的復(fù)合材料時(shí)，其沉積溫度為0.3～0.5倍熔點(diǎn)；所述多孔材料為無機(jī)非金屬時(shí)，其沉積溫度在0.4～0.6倍熔點(diǎn)。

4.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的始于半熔顆粒表面的熔化層的厚度介于等效顆粒直徑的百分之一到近三分之二。

5.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的半熔顆粒與基體碰撞時(shí)，處于半熔顆粒表面的熔化部分沿半熔顆粒表面流到接觸區(qū)域附近，并將固態(tài)顆粒部分與碰撞點(diǎn)處的半熔顆粒通過液相形成牢固的連接。

6.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的粉末顆粒作為骨架并在其孔隙內(nèi)部通過部分填充或完全填充的方式構(gòu)成具有更小尺度孔隙的多孔材料。

7.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的粉末顆粒通過采用燃燒火焰、等離子、電弧、激光、感應(yīng)中一種或幾種方式進(jìn)行加熱。

8.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的高溫采用加熱顆粒的熱源或采用火焰、電弧、等離子、激光、感應(yīng)、電熱、紅外中的一種或幾種進(jìn)行加熱。

9.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的粉末顆粒的平均尺寸從數(shù)微米到數(shù)百微米；

所述的粉末顆粒的粒度分布介于平均加減20％的范圍；

所述的粉末顆粒的粒度為單峰分布或多峰分布；

所述的半熔顆粒的速度在0m/s至100m/s的范圍，顆粒以較低的動(dòng)能碰撞在基體表面上沉積；

所述的粉末顆粒為單一的氧化物、碳化物、氮化物或硅化物陶瓷顆粒；

所述的粉末顆粒為單一的金屬或合金；

所述的粉末顆粒為熔點(diǎn)相近的金屬與金屬、金屬與合金、合金與合金、陶瓷與陶瓷構(gòu)成的混合材料或復(fù)合材料；

所述的粉末顆粒為實(shí)心顆粒或空心顆粒；

所述的半熔顆粒為空心顆粒的表面熔化層的厚度小于殼層厚度。

10.如權(quán)利要求1所述多孔材料的制備方法，其特征在于：

所述的多孔材料的孔隙為10％～99％；

所述的多孔材料為多孔涂層或多孔塊材，厚度范圍在幾十微米至數(shù)厘米；

所述的半熔顆粒的沉積環(huán)境為大氣氣氛；

所述的半熔顆粒的沉積環(huán)境為的惰性氣體保護(hù)氣氛或真空；

所述的多孔材料根據(jù)要求進(jìn)行后熱處理或還原，對多孔材料的成分、力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)整改善。