金屬多孔體的制造方法和金屬多孔體技術

本發明專利技術提供了一種金屬多孔體的制造方法，該方法的特征在于包括：通過至少向呈三維網狀的樹脂的骨架表面上涂布涂料，從而形成導電覆層的步驟，其中該涂料含有選自體積平均粒徑為10μm以下的金屬微粒和金屬氧化物微粒所構成的組中的至少一種微粒；形成至少一種金屬鍍層的步驟；以及利用熱處理以除去所述三維網狀樹脂、使金屬微粒或金屬氧化物微粒以及金屬鍍層還原并進行熱擴散的步驟。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】金屬多孔體的制造方法和金屬多孔體
本專利技術涉及一種金屬多孔體以及制造該金屬多孔體的方法，其中該金屬多孔體可用作(例如)電池集電體、過濾體或催化劑載體，具有優異的強度和韌性，并且其制造成本低且可由多種材料制得。
技術介紹
通常，金屬多孔體被用在包括電池集電體、過濾體和催化劑載體在內的多種應用中。因而，如下所述，有許多涉及金屬多孔體制造技術的已知文獻。專利文獻I提出了一種高強度金屬多孔體，其通過如下方式獲得:將含有強化用微粒的涂料涂布至具有連通孔的三維網狀樹脂的骨架表面，在該涂料的涂膜上進一步形成Ni合金或Cu合金的金屬鍍層，隨后進行熱處理以使所述微粒擴散至金屬鍍層中，其中所述強化用微粒由在日本使用的元素周期表第II族至第VI族中元素的氧化物、碳化物、氮化物等形成。然而，由于強化用微粒擴散至用作基層的金屬鍍層內，因而金屬多孔體具有高斷裂強度，但具有低斷裂伸長率。因此，該金屬多孔體的問題在于:其在涉及彎曲或擠壓等塑性變形的加工中容易受損并發生斷裂。專利文獻2至4提出了這樣的金屬多孔體，該金屬多孔體通過如下方式獲得:用含有金屬或金屬氧化物粉末以及樹脂的漿料涂布或噴涂至三維網狀樹脂，進行干燥并隨后進行燒結處理。然而，在通過燒結方法獲得的這種金屬多孔體中，通過金屬或金屬氧化物粉末顆粒的燒結而形成骨架。因此，即使粉末的粒徑較小，也會在骨架截面中形成若干孔隙。由此，即使當基于利用單一金屬或合金的設計而獲得具有高斷裂強度的金屬多孔體時，該金屬多孔體仍具有與上面類似的低斷裂伸長率。因而，該金屬多孔體的問題在于:其在涉及彎曲或擠壓等塑性變形的加工中容易受損并發生斷裂。專利文獻5和6提供了一種金屬多孔體，其通過如下方式獲得:使用被制成具有導電性的三維網狀樹脂作為支持體，并通過鍍覆法加以處理以形成Ni多孔體；通過擴散滲透法(cementation)對該Ni多孔體進行處理,其中在該擴散滲透法中，將該Ni多孔體包埋在含有Cr或Al以及NH4Cl的粉末中，并在Ar或H2氣氛中進行熱處理。然而，該擴散滲透法的問題在于:其生產率低，因此導致成本高；此外，可與Ni多孔體形成合金的元素僅限于Cr和Al。因此，人們需要這樣一種金屬多孔體以及制造該金屬多孔體的方法，其中該金屬多孔體適合用作(例如)電池集電體、過濾體或催化劑載體，具有優異的強度和韌性，并且制造成本低且可由多種材料制得。引用列表專利文獻專利文獻1:日本未審查專利申請公開N0.07-150270專利文獻2:日本已審查專利申請公開N0.38-17554專利文獻3:日本未審查專利申請公開N0.09-017432專利文獻4:日本未審查專利申請公開N0.2001-226723專利文獻5:日本未審查專利申請公開N0.08-013129專利文獻6:日本未審查專利申請公開N0.08-232003
技術實現思路
技術問題鑒于上述問題，本專利技術的目的是提供一種金屬多孔體以及制造該金屬多孔體的方法，其中該金屬多孔體適合用作(例如)電池集電體、過濾體或催化劑載體，具有優異的強度和韌性，并且其制造成本低且可由多種材料制得。解決問題的手段本專利技術的專利技術人為了實現這一目標進行了深入研究。最終，本專利技術發現如下有效特征:用含有體積平均粒徑為10 μ m以下的碳粉末以及至少一種體積平均粒徑為10 μ m以下的微細粉末的涂料涂布具有連通孔的三維網狀樹脂的骨架表面，其中所述微細粉末選自金屬微細粉末和金屬氧化物微細粉末所構成的組；進一步在該涂料的涂膜上形成至少一種金屬鍍層；然后進行熱處理以除去所述三維網狀樹脂并引發所述至少一種金屬微細粉末或金屬氧化物微細粉末以及所述至少一種金屬鍍層中的還原和由熱擴散引發的合金形成。由此，本專利技術人完成了本專利技術。具體而言，本專利技術的實施方案如下。(I) 一種制造金屬多孔體的方法，該方法至少包括:通過利用含有體積平均粒徑為10 μ m以下的碳粉末以及至少一種體積平均粒徑為10 μ m以下的微細 粉末的涂料涂布具有連通孔的三維網狀樹脂的骨架表面，從而在所述表面上形成導電覆層的步驟，其中所述微細粉末選自金屬微細粉末和金屬氧化物微細粉末所構成的組；形成至少一種金屬鍍層的步驟；以及進行熱處理以除去所述三維網狀樹脂并引發所述至少一種金屬微細粉末或金屬氧化物微細粉末以及所述至少一種金屬鍍層中的還原和熱擴散的步驟。(2)根據(I)所述的制造金屬多孔體的方法，其中所述涂料含有至少一種體積平均粒徑為ΙΟμL?以下、并且由選自Al、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Sn和W所構成的組中的金屬形成的金屬微細粉末。(3)根據(I)所述的制造金屬多孔體的方法，其中所述涂料含有至少一種體積平均粒徑為 10 μ m 以下、并且由選自 Al203、Ti02、Cr203、Mn02、Fe203、Co304、Ni0、Cu0、Mo03、Sn02和WO3所構成的組中的金屬氧化物形成的金屬氧化物微細粉末。(4)根據(I)至(3)中任意一項所述的制造金屬多孔體的方法，其中所述至少一種金屬鍍層由選自Al、Al合金、Cr、Cr合金、Fe、Fe合金、N1、Ni合金、Cu、Cu合金、Zn、Zn合金、Sn和Sn合金所構成的組中的金屬形成。(5)根據(I)至(4)中任意一項所述的制造金屬多孔體的方法，其中，在所述熱處理步驟中，所述至少一種金屬微細粉末或金屬氧化物微細粉末和所述至少一種金屬鍍層被包含于所述導電覆層中的所述碳粉末還原。(6)根據(I)至(5)中任意一項所述的制造金屬多孔體的方法，其中所述熱擴散引發了合金的形成。(7) 一種金屬多孔體，其通過根據(I)至(6)中任意一項所述的制造金屬多孔體的方法制得。(8)根據(7)所述的金屬多孔體，其中所述金屬多孔體由N1-Al、N1-Cr, N1-Mn,N1-W、N1-Co, N1-Sn、Al、N1-Mo, N1-T1、Fe-Cr-N1、或 Fe-Cr-N1-Mo 形成。(9) 一種具有連通孔的金屬多孔體，其中所述金屬多孔體由選自Al、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Sn和W所構成的組中的至少一種金屬形成，所述金屬多孔體的骨架的厚度t與所述骨架中的平均晶粒直徑D間的關系滿足下式，金屬中的氧濃度小于0.5重量％，并且所述骨架的截面的孔隙率小于1%t/D ^ 1.00本專利技術的效果本專利技術可提供一種金屬多孔體以及制造該金屬多孔體的方法，其中該金屬多孔體可用作(例如)電池集電體、過濾體或催化劑載體，具有優異的強度和韌性，并且其制造成本低且可由多種材料制得。【附圖說明】圖1 (a)為根據本專利技術的金屬多孔體的放大外觀圖。圖1(b)為金屬多孔體骨架的截面圖。圖2(a)為通過用含有碳粉末和金屬或金屬氧化物微細粉末的導電性涂料涂布三維網狀樹脂的表面而獲得的骨架截面圖。圖2(b)為通過用金屬鍍覆圖2(a)中的涂膜而獲得的骨架的截面圖。【具體實施方式】根據本專利技術的具有三維網狀結構的金屬多孔體制造方法至少包括:通過利用含有體積平均粒徑為?ο μ m以下的碳粉末以及至少一種體積平均粒徑為10 μ m以下的微細粉末的涂料涂布具有連通孔的三維網狀樹脂的骨架表面，從而在所述表面上形成導電覆層的步驟，其中所述微細粉末選自金屬微細粉末和金屬氧化物微細粉末所構成的組；形成至少一種金屬鍍層的步驟；以及進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造金屬多孔體的方法，該方法至少包括：通過利用含有體積平均粒徑為10μm以下的碳粉末以及至少一種體積平均粒徑為10μm以下的微細粉末的涂料涂布具有連通孔的三維網狀樹脂的骨架表面，從而在所述表面上形成導電覆層的步驟，其中所述微細粉末選自金屬微細粉末和金屬氧化物微細粉末所構成的組；形成至少一種金屬鍍層的步驟；以及進行熱處理以除去所述三維網狀樹脂并引發所述至少一種金屬微細粉末或金屬氧化物微細粉末以及所述至少一種金屬鍍層中的還原和熱擴散的步驟。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.27 JP 2011-2848701.一種制造金屬多孔體的方法，該方法至少包括: 通過利用含有體積平均粒徑為IOym以下的碳粉末以及至少一種體積平均粒徑為IOym以下的微細粉末的涂料涂布具有連通孔的三維網狀樹脂的骨架表面，從而在所述表面上形成導電覆層的步驟，其中所述微細粉末選自金屬微細粉末和金屬氧化物微細粉末所構成的組； 形成至少一種金屬鍍層的步驟；以及 進行熱處理以除去所述三維網狀樹脂并引發所述至少一種金屬微細粉末或金屬氧化物微細粉末以及所述至少一種金屬鍍層中的還原和熱擴散的步驟。2.根據權利要求1所述的制造金屬多孔體的方法，其中所述涂料含有至少一種體積平均粒徑為IOym以下、并且由選自Al、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Sn和W所構成的組中的金屬形成的金屬微細粉末。3.根據權利要求1或2所述的制造金屬多孔體的方法，其中所述涂料含有至少一種體積平均粒徑為 10 μ m 以下、并且由選自 Al203、Ti02、Cr203、Mn02、Fe203、Co304、Ni0、Cu0、Mo03、SnO2和WO3所構成的組中的金屬氧化物形成的金屬氧化物微細粉末。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的制造...

【專利技術屬性】
技術研發人員：塚本賢吾，土田齊，齊藤英敏，西村淳一，
申請(專利權)人：富山住友電工株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP