[發明專利]一種利用多孔淀粉發泡制備泡沫金屬的方法

有效

• 申請號: 201710879752.3
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107552795B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 陳慶;昝航
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于泡沫金屬制備技術領域，提供了一種利用多孔淀粉發泡制備泡沫金屬的方法。該方法將金屬粉末與多孔淀粉進行混合，加水進行攪拌、升溫，使得淀粉吸水膨脹，當其體積膨脹到一定限度后顆粒破裂，淀粉分子之間互相聯結、纏繞成網狀的含水膠體，干燥后燒結成型，同時去除內部的淀粉，即可制得泡沫金屬。與傳統方法相比，本發明采用的多孔淀粉使得金屬的發泡倍數更高、泡孔尺寸較小、均勻穩定、具有較高的壓縮強度及彈性模量，力學性能優良。同時制備過程簡化，成本降、環保性較好，適宜大規模推廣。

技術領域

本發明屬于泡沫金屬制備技術領域，提供了一種利用多孔淀粉發泡制備泡沫金屬的方法。

背景技術

泡沫金屬指孔隙度達到90%以上，具有一定強度和剛度的多孔金屬材料。含有泡沫狀氣孔的金屬材料與一般燒結多孔金屬相比，泡沫金屬的氣孔率更高，孔徑尺寸較大，可達7毫米。由于泡沫金屬的密度小、孔隙率高、比表面積大從而使其具有非泡沫金屬所沒有的優異特性，例如：阻尼性能好，流體透過性強，聲學性能優異熱導率和電導率低等等。作為一種新型功能材料，它在電子、通訊、化工、冶金、機械、建筑、交通運輸業中，其至在航空航天技術中有著廣泛的用途。

按照制備工藝，可以將泡沫金屬材料的制備方法進行分類：真空氣相沉積、氣相分解、電沉積、含有機支撐物燒結、簡單燒結、粒狀物料周圍澆鑄、熔模鑄造、濺射法、金屬沉積法、燒結法、鑄造法、熔融金屬發泡法。

通常采用的泡沫金屬制備方法有著各自的優缺點。熔體發泡法是在金屬液中加入發泡劑，使其受熱產生分解，在溶液中形成氣泡，然后冷卻凝固。其缺點是發泡過程難以控制，溶液中的發泡劑分解產生氣泡，氣泡逐漸上浮并在上浮過程中合并長大，引起制品中氣泡分布不均勻且局部氣泡尺寸過大。滲流鑄造法采用加壓的方式使熔液滲入，加壓方式有:固體壓頭加壓法、氣體加壓法、差壓法、真空吸鑄法。差壓法和真空法可以得到高質量的泡沫金屬，因為在壓力下金屬液的滲流距離比較長，結晶出的金屬骨架比較致密，使得泡沫金屬具有較高的機械性能,缺點是需要一套抽氣/真空系統及一套上下罐體。燒結法就是于較高溫度時物料產生初始液相，在表面張力和毛細管現象的作用下，物料顆粒相互接觸，相互作用，冷卻后物料發生固結而成為泡沫金屬，為了使物料易于成型，可采用粘結劑，但粘結劑必須在燒結時除去，為了提高泡沫金屬的孔隙率，可采用填充劑，填充劑同樣也需發生升華、溶解或分解，氯化銨和甲基纖維素均可作為填充劑。金屬沉積法就是采用化學的或物理的方法把欲得泡沫金屬的金屬物沉積在易分解的有機物上，有電沉積和氣相沉積兩種。濺射法就是在反應器內維持可控的惰性氣體壓力，在等離子的作用下，通過電場的作用將金屬沉積在基體上,與此同時，惰性氣體的原子也一并沉積，升高溫度，金屬熔化時惰性氣體發生膨脹形成一個一個空穴，冷卻后即為泡沫金屬。濺射法可有效地保留泡沫金屬中的惰性氣體，并且可用于泡沫非金屬的制備。

現有技術有通過對泡沫金屬載體進行預處理及改性，使其易于與金屬接合，再向其中加入金屬混合液與其混合，附著部分金屬，然后再將金屬粉末噴入其中，與混合植物根混合，經密封，沖洗，煅燒，即可得到一種孔徑大小和分布、孔隙結構均勻，且附有多種金屬的泡沫金屬。另有將鋁粉、氧化鐵、石灰石、聚四氟乙烯與正己烷混合后于膠體磨中研磨，待干燥后過篩收集混合粉末，然后將其與助燃劑氯酸鉀，引燃劑鎂粉攪拌出料，加入模具后用鎂條引燃，引發模具內物料自發反應，形成高溫環境，使石灰石分解產生氣體，使材料發泡，經洗滌干燥后，在高溫條件下，使氫氣擴散至發泡材料內部還原其中的金屬氧化物，冷卻即得高強耐磨泡沫鐵合金。

綜上所述,泡沫金屬材料的優異特性無疑會使其在許多領域發揮越來越大的作用，泡沫金屬應用的推廣程度取決于材料性能對使用目的的適應程度和泡沫金屬的制備成本，泡沫金屬的制備工藝不同，所得到的泡沫金屬的產品質量和成本也有差別。

發明內容