[發明專利]一種鈦基金屬多孔材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810511435.0
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN109897984A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 胡次兵;何偉仁;陳可
• 申請（專利權）人: 佛山市高明區爪和新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C14/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鈦基金屬多孔材料的制備方法，屬于金屬多孔材料制備技術領域。本發明的聚苯乙烯泡沫微球燒失后在接觸處留下的相互連通的孔道，孔道可由有機泡沫微球之間的接觸緊密性程度來控制，本發明在真空條件下，鈦酸鈣相容易被鈣蒸汽還原得到鈦基材料沉積在孔隙表面，反應后期可能由于反應放熱導致反應生成的金屬鈦燒結連接，通過二水氯化鈣分解產生水蒸氣和氯化氫氣體及氯化鈣揮發導致產物膨脹開裂形成蓬松多孔結構，孔隙率可達到80%以上，具有高的比表面積，并且是大孔、小孔和微孔相結合得到孔隙結構，另外本發明的輕燒鈣粉中富含骨質成分β?磷酸三鈣，因而使本發明的鈦基多孔材料可以作為人造骨誘導材料，應用前景廣闊。

技術領域

本發明公開了一種鈦基金屬多孔材料的制備方法，屬于金屬多孔材料制備技術領域。

背景技術

金屬多孔材料即金屬內部彌散分布著大量的有方向性的或隨機的孔洞，這些孔洞的直徑約2um～3mm之間。由于對孔洞的設計要求不同，孔洞可以是泡沫型的，藕狀型的，蜂窩型的等等。多孔金屬材料還可以根據其孔洞的形態可以分為獨立孔洞型的和連續孔洞型的二大類。獨立型的材料具有比重小，剛性、比強度好，吸振、吸音性能好等特點；連續型的材料除了具有上述特點之外，還具有浸透性、通氣性好等特點。正因為多孔金屬材料具有結構材料利功能材料的特點，所以被廣泛應用于航空航天、交通運輸、建筑工程、機械工程、電化學工程、環境保護工程等領域。

金屬多孔材料一般是由球狀或不規則形狀的金屬或合金粉末經成形與燒結制成，主要用途有：過濾與分離，流體分布與控制，催化載體，能量交換，電極材料等，其中過濾與分離是最大的工業應用領域。

作為過濾材料用的燒結金屬多孔材料，其性能評價指標有：過濾精度、透過性能和機械性能。過濾精度由多孔材料的孔徑大小和孔徑的發散性決定，較細的粉末可得到細的孔徑，窄的粉末粒度可得到發散性小的孔徑。透過性能與多孔材料的孔隙率和厚度有直接關系，孔隙率低和材料厚度大的材料，透過性能差。過濾精度和透過性能是一對相互矛盾的指標，追求高的過濾精度，必定犧牲透過性能。由于大量孔隙的存在，粉末燒結金屬多孔材料的機械性能(強度和韌性)比連續材質的金屬多孔材料如燒結金屬纖維和燒結金屬絲網要低。常規粉末冶金工藝制備的燒結金屬多孔材料一般為管材或板材，厚度較大，孔隙率小于40％。金屬材料耐腐性能差、生物相容性不好，另外孔結構不可控且孔分布不均勻，使金屬材料強度低，韌性不足。

因此，發明一種機械性能好且孔隙高的鈦基金屬多孔材料對金屬多孔材料制備技術領域具有積極意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前常規粉末冶金工藝制備的燒結金屬多孔材料一般為管材或板材，厚度較大，孔隙率低，金屬材料耐腐性能差、生物相容性不好，另外孔結構不可控且孔分布不均勻，使金屬材料強度低，韌性不足的缺陷，提供了一種鈦基金屬多孔材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種鈦基金屬多孔材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）按重量份數計，取80～90份磷酸氫鈣粉末、30～40份碳酸鈣混合，置于研缽中研磨45～55min，過篩得到過篩混合鈣粉，將過篩混合鈣粉置于電阻爐中，通電程序升溫，保溫反應，自然冷卻至室溫后，得到磷酸鈣粉；

（2）將磷酸鈣粉從電阻爐中取出，研磨30～35min，過篩得到細化磷酸鈣粉，將細化磷酸鈣粉置于電阻爐中，通電并程序升溫，高溫燒結，自然冷卻至室溫后，得到輕燒鈣粉；

（3）按重量份數計，將20～30份二氧化鈦、50～60份磷酸二氫銨、5～10份二水氯化鈣、20～25份碳酸鈉混合，研磨30～40min，過篩得到混合粉末，向混合粉末中加入60～70份去離子水，置于高速分散機中高速分散，得到玻璃漿料；