[發明專利]一種復合金屬鍍層泡沫金屬材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010426184.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111705310B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 甘雪萍;趙琪;劉晨虹;李周;周科朝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;C23C18/30;C25D3/56;C23C28/02
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝

本發明公開了一種復合金屬鍍層泡沫金屬材料的制備方法，包括以下步驟：(1)改性聚氨酯泡沫；(2)配置化學鍍溶液A、電鍍溶液和化學鍍溶液B；(3)化學鍍；(4)電鍍；(5)熱處理；(6)加熱還原處理；(7)化學鍍溶液，即得到復合金屬鍍層泡沫金屬材料。本發明采用化學鍍和電鍍相結合的方式，制備出的復合金屬鍍層泡沫金屬材料鍍層光亮、致密、金屬含量和鍍層厚度可控，具有一定的強度，比表面積大，抗氧化、耐腐蝕性好。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，尤其涉及一種泡沫金屬材料的制備方法。

背景技術

鎳鐵泡沫金屬材料作為一種發展迅速的結構與功能材料，廣泛應用于催化劑以及催化劑載體、高溫液體過濾器、熱交換器等功能材料方面，也可作為結構材料應用于汽車、建筑等領域。但是傳統泡沫鎳鐵材料的制備方法，通常是將聚氨酯海綿通過除油、酸洗、敏化、活化等預處理步驟后進行化學鍍或者電鍍，在泡沫材料的表面鍍覆鎳鐵等合金層，從而制備出鎳鐵泡沫金屬。這種方法制備出來的鎳鐵泡沫金屬材料，在酸、堿等腐蝕介質環境下，當表面防腐層受到腐蝕后，中間的金屬層會暴露在腐蝕性介質中，從而導致材料失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種耐腐蝕性強、抗氧化性好的復合金屬鍍層泡沫金屬材料的制備方法。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種復合金屬鍍層泡沫金屬材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)對聚氨酯泡沫進行除油、酸化、敏化和活化處理得到改性聚氨酯泡沫；可通過調整浸泡時間、濃度和溫度的方式來達到最佳除油效果；通過敏化和活化處理為后續的復合鍍層的形成提供更多的形核位點，有利復合鍍層的形成；酸化、敏化和活化處理可為其進行表面化學鍍覆復合金屬鍍層提供預處理，有利于其表面更容易鍍覆復合金屬鍍層；

(2)將硫酸鎳、氯化鎳和還原劑通過攪拌得到化學鍍溶液A；將硫酸鎳、硫酸亞鐵、檸檬酸鈉、硼酸和十二烷基硫酸鈉通過攪拌得到電鍍溶液；將硫酸鎳、四氯化錫、檸檬酸鈉、氯化鉻、乳酸、次磷酸鈉和還原劑通過攪拌得到化學鍍溶液B；

(3)將改性聚氨酯泡沫浸入到化學鍍溶液A中進行化學鍍，并持續攪拌從而保證鍍層厚度和成分的均勻性，反應結束后，取出產品，反復用去離子水洗滌至中性，通過物理擠壓排除多余的水分，干燥(80℃干燥24h)得到鍍鎳泡沫材料；

(4)將鍍鎳泡沫材料浸入到電鍍溶液中進行電鍍以加厚鍍層厚度，并持續攪拌，反應結束后，取出產品，反復用去離子水洗滌至中性后干燥(80℃干燥24h)得到鎳鐵泡沫金屬材料；

(5)將鎳鐵泡沫金屬材料在空氣氣氛下進行熱處理，得到去除聚氨酯泡沫的鎳鐵泡沫金屬材料，同時實現硬化；

(6)在還原性氣氛下，加熱還原處理去除聚氨酯泡沫的鎳鐵泡沫金屬材料，即得到金屬鍍層致密的泡沫金屬材料；還原處理過程中，還原氣體易進入孔隙內部，在熱處理與還原處理過程中鍍層中的合金元素之間會發生相互擴散，使鍍層變得更加致密，從而得到性能更好的金屬鍍層致密的泡沫金屬材料；

(7)將金屬鍍層致密的泡沫金屬材料浸入到化學鍍溶液B中進行化學鍍，并持續攪拌，反應結束后，取出產品，反復用去離子水洗滌至中性后干燥(80℃干燥24h)得到復合金屬鍍層泡沫金屬材料。

上述制備方法中，優選的，所述聚氨酯泡沫的純度為99.9％，通孔率為85-90％。上述通孔率和純度對生成的復合金屬鍍層泡沫金屬材料的性能有較大的影響，上述通孔率和純度可以保證復合金屬鍍層泡沫金屬材料的綜合性能。