專利名稱：泡沫型金屬銅及其生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型金屬材料，特別是一種泡沫型金屬銅及其生產(chǎn)技術(shù)。
目前，國內(nèi)用于鎳鎘、鎳氫電池的泡沫鎳工藝技術(shù)是由王紀三、劉喜信、李長鎖等教授發(fā)明的，但利用該工藝技術(shù)還不能制造出泡沫銅材料。
本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，借鑒了它的部份工藝技術(shù)，提出一種泡沫型金屬銅及其生產(chǎn)技術(shù)，使其具有比重輕，比表面積大等特點。
針對上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種泡沫型金屬銅，其特征是該金屬銅的內(nèi)芯呈空心狀，其表層呈多孔隙狀，且孔隙為通孔，所述孔隙占泡沫銅表觀體積的80％以上。
一種專用于上述泡沫型金屬銅的生產(chǎn)技術(shù)，其特征是它采用非金屬材料作芯材，然后對芯材按以下工序進行處理a.使用強氧化劑水溶液對其進行親水處理；b.采用塑料化學鍍的方法或浸涂導電膠的方法對其進行導電化處理；c.將其置于堿性體系或硫酸銅酸性體系的電鍍銅常規(guī)溶液中，通以2-30A的直流電流密度進行電鑄，即可在芯材表面鍍覆一層泡沫型金屬銅；d.燒掉芯材，將其置于還原氣氛的熱處理爐中進行熱處理。消除應(yīng)力即得到泡沫型金屬銅。
在上述泡沫型金屬銅表面可以復合(鍍覆)一層或多層其它金屬。
該泡沫型金屬銅及其復合材料除具有銅和復合金屬的基本特征外，同時還具有比重小，比表面積大，多孔且彼此為通孔，呈泡沫狀等特點，它可作為導電、導熱、散熱性能優(yōu)異的輕質(zhì)材料；作為鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、銀鋅及可充堿錳電池的負極基板材料；作為金屬催化劑骨架材料以及特殊工況環(huán)境下的過濾介質(zhì)材料。使用它能大量節(jié)省金屬材料包括貴金屬材料資源。
附圖
表示泡沫型金屬銅的橫截面。
從附圖中可以看出，該泡沫型金屬銅是一種多孔，大比表面積的泡沫型材料，其內(nèi)芯1處呈空心狀，孔隙2為通孔，真實表面積大，是其外型表觀面積的數(shù)百倍至千倍以上。它可以復合其它貴金屬或有色金屬材料，如金、銀、鈀、鎳、鉛、鋅、錫等。3表示泡沫銅，4表示復合金屬。
泡沫型金屬銅是采用非金屬材料作芯材，采用化學鍍或浸漬導電膠的方法，令其導電化，然后進行電鑄，在氫氣氛條件下進行熱處理而制成。具體生產(chǎn)過程如下芯材——凈化處理——親水處理——導電化處理——電鑄——干燥——熱處理上述工藝過程中，干燥工序之前的每一工藝步驟都應(yīng)使用達標自來水或去離子水充分清洗工件之后才能進行下一道工序。
各工藝步驟分述如下芯材它直接關(guān)系到泡沫型金屬的外觀形貌?？梢圆捎脽o紡布、織物、炭纖維、軟性聚氨酯泡沫等作為芯材，分別制成纖維疊層無定型狀、織物狀、纖維疊層有秩狀以及多孔泡沫狀。上述形態(tài)的金屬在本發(fā)明中統(tǒng)稱為泡沫型金屬材料。
凈化處理使用10％左右的堿性凈化劑如碳酸鈉等，除去芯材在貯運過程中沾污的油脂。
親水處理除去上述芯材表面的憎水官能團。一般使用強氧化劑水溶液處理，如鉻酸、硫酸、高錳酸鉀、雙氧水等。例如使用2-10克/升鉻酐、1-5克硫酸水溶液，或5-20克高錳酸鉀、1-5克硫酸水溶液在室溫條件下浸泡即可達到親水處理的目的。
非金屬材料的導電化處理采用塑料化學鍍的方法，也可以采用浸涂導電膠的方法實現(xiàn)?；瘜W鍍時，以膠體鈀活化和氯化亞錫敏化，鹽酸解膠，也可選用銀氨絡(luò)合物活化，然后在硫酸銅、甲醛、酒石酸鉀鈉和微量鉛鹽的溶液中化學鍍銅，使非金屬材料的芯材成為導電體。浸涂導電膠時，可浸漬含碳粉、銅粉、銀粉的導電涂料和能形成半導體的有機或無機鎳鹽或銅鹽，然后作還原處理，也能達到導電化的目的。例如化學鍍時，將經(jīng)過膠體鈀活化和解膠后的芯材置于硫酸銅5-30克/升，酒石酸鉀鈉5-20克/升，甲醛5-30克/升，穩(wěn)定劑(微量鉛鹽)的水溶液中，于室溫條件下即可獲得導電良好的芯材。
電鑄將導電化處理后的芯材分別置于氰化物體系、焦磷酸鹽體系、乙二胺體系、酒石酸鉀體系等堿性體系和硫酸銅酸性體系電鍍常規(guī)溶液中，通以2-30A直流電流密度，控制時間和電流即可在芯材的纖維或肋條上鍍覆不同厚度的金屬銅，泡沫銅即成型。例如將導電處理后的芯材置于硫酸銅50-150克/升、乙二胺50-150克/升、酒石酸鉀鈉20-30克/升水溶液中，或硫酸銅10-100克/升、硫酸10-50克/升、乙醇10-20克/升的水溶液中，于室溫條件下即可電鑄成泡沫型銅的胚體。
熱處理電鑄成型的泡沫銅，由于電結(jié)晶應(yīng)力既硬又脆，工業(yè)上無法應(yīng)用。必須將電鑄成型的泡沫銅置于還原氣氛的熱處理爐中于500-900℃的溫度下處理20分鐘以上，消除應(yīng)力，得到泡沫銅產(chǎn)品。
泡沫銅復合其它金屬可采用離子濺射、熱噴涂、化學置換、電沉積等物理或化學的方法，在泡沫銅表面鍍覆一層或多層其它金屬。也可通過熱處理、激光處理等方式使復合金屬與銅或以嚴格分層狀態(tài)，或以彌散過渡層狀態(tài)，或以合金層狀態(tài)組成泡沫銅復合材料。
權(quán)利要求
1.一種泡沫型金屬銅，其特征是該金屬銅的內(nèi)芯呈空心狀，其表層呈多孔隙，狀且孔隙為通孔，所述孔隙占泡沫銅表觀總體積的80％以上。
2.按照權(quán)利要求1所述泡沫型金屬銅，其特征是在該金屬銅表面復合一層或多層其它金屬。
3.一種泡沫型金屬銅的生產(chǎn)技術(shù)，其特征是它采用非金屬材料作芯材，然后對芯材按以下工序進行處理；a.使用強氧化劑水溶液對其進行親水處理；b.采用塑料化學鍍的方法或浸涂導電膠的方法對其進行導電化處理；c.將其置于堿性體系或硫酸銅酸性體系的電鍍銅常規(guī)溶液中，通以2-30A的直流電流密度進行電鑄，即可在芯材表面鍍覆一層泡沫型金屬銅；d.燒掉芯材，將其置于還原氣氛的熱處理爐中進行熱處理，消除應(yīng)力即得到泡沫型金屬銅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泡沫型金屬銅及其生產(chǎn)技術(shù)，其特殊之處是該金屬銅的內(nèi)芯呈空心狀，其表層呈多孔隙狀，且孔隙為通孔，所述孔隙占泡沫銅表觀總體積的80％以上，在該金屬銅表面可復合一層或多層其它金屬。該材料除具有銅和所復合金屬的基本特征外，同時還具有比重小，真實表面積大，多孔且彼此為通孔，呈泡沫狀等特點。
文檔編號C25D1/00GK1147030SQ96118220
公開日1997年4月9日 申請日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月18日
發(fā)明者陶維正 申請人:武漢市三合實業(yè)公司