制膜工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種制膜工裝。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)金屬多孔材料的主要用作過濾材料。具體應(yīng)用中需將燒結(jié)金屬多孔材料制成 一定形狀和構(gòu)造的過濾元件?，F(xiàn)有的燒結(jié)金屬多孔材料過濾元件基本上都為管型或板型結(jié) 構(gòu)。它們的制備原理類似，即大致上為：先通過專門的成型模具將構(gòu)成該金屬多孔材料的原 料粉壓制成管型或板型的壓坯（一般采用等靜壓成型技術(shù)），然后再對壓坯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié) 后得到產(chǎn)品。
[0003] 上述管型或板型的燒結(jié)金屬多孔材料過濾元件由于受其形狀、構(gòu)造以及附帶而來 的對過濾裝置及系統(tǒng)的相應(yīng)要求的影響，使用范圍受限。但本申請的實(shí)用新型人卻注意到， 由于燒結(jié)金屬多孔材料過濾元件在化學(xué)侵蝕的抵抗性、材料不可逆污染抵抗性、機(jī)械強(qiáng)度 等方面上相比目前的過濾元件（例如有機(jī)過濾膜）具有更強(qiáng)的優(yōu)勢，因此，開發(fā)出在多個(gè)領(lǐng) 域中能夠相應(yīng)替代原有過濾元件的新型燒結(jié)金屬多孔材料過濾元件很有意義。
[0004] 在上述背景基礎(chǔ)上，申請人開創(chuàng)性提出開發(fā)一種柔性多孔金屬箔。即，由金屬多孔 材料所構(gòu)成可比較自由的彎曲甚至可折迭的薄片。
[0005] 論文"Ti-Al金屬間化合物多孔材料的研究進(jìn)展，江垚等，中國材料進(jìn)展，第29卷， 第3期，2010年3月"的第2. 3中節(jié)描述了一種Ti-Al金屬間化合物紙型膜的制備工藝。由 于上述紙型膜由Ti-Al金屬間化合物構(gòu)成，因此是一種剛性材料。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是分別提供兩種柔性多孔金屬箔以及該柔性多 孔金屬箔的制備方法。本實(shí)用新型其次要提供可用于上述柔性多孔金屬箔制備方法的制膜 工裝和膜片燒結(jié)工裝，使柔性多孔金屬箔更容易制造，且產(chǎn)品質(zhì)量也可得到更好的保證。
[0007] 當(dāng)然，就上述制膜工裝和膜片燒結(jié)工裝而言，其所針對的"膜"并非只能是本實(shí)用 新型的柔性多孔金屬箔制備方法中所得到的"膜"。比如，所述的膜片燒結(jié)工裝就可以用來 對【背景技術(shù)】中提及的"紙型膜"進(jìn)行燒結(jié)。
[0008] 本實(shí)用新型所要提供的第一種柔性多孔金屬箔，是由固溶體合金、面心立方結(jié)構(gòu) 的金屬單質(zhì)或體心立方結(jié)構(gòu)的金屬單質(zhì)為基體相的金屬多孔材料所構(gòu)成的薄片，該薄片的 厚度為5?200 μ m、平均孔徑為0. 05?100 μ m，孔隙率為15?70%，且由一個(gè)均質(zhì)的膜 片燒結(jié)而成。具體而言，該柔性多孔金屬箔首先在材料成分上是由固溶體合金、面心立方結(jié) 構(gòu)的金屬單質(zhì)或體心立方結(jié)構(gòu)的金屬單質(zhì)為基體相的金屬構(gòu)成，從而保證該柔性多孔金屬 箔的柔性以及通過本實(shí)用新型的下述相應(yīng)制備方法能夠被制備出。其次，構(gòu)成該柔性多孔 金屬箔的金屬材料應(yīng)當(dāng)是多孔材料，其孔結(jié)構(gòu)表征為平均孔徑為〇. 05?100 μ m，孔隙率為 15?70%，這樣，柔性多孔金屬箔可滿足廣泛的過濾分離要求。另外，柔性多孔金屬箔（薄 片）的厚度為5?200 μ m，一般為10?60 μ m。更重要的是，該柔性多孔金屬箔由一個(gè)均 質(zhì)的膜片燒結(jié)而成。所謂"均質(zhì)"表示膜片的成分大致上均勻，即本質(zhì)上區(qū)別于在【背景技術(shù)】 "Ti-Al金屬間化合物多孔材料的研究進(jìn)展"中提及的經(jīng)過了覆膜處理后、反應(yīng)合成前的鋁 箔。覆膜處理后、反應(yīng)合成前的鋁箔可理解為一種非對稱形態(tài)的薄片。而"非對稱"的含義 在燒結(jié)金屬多孔材料領(lǐng)域是通用的。本實(shí)用新型中的"均質(zhì)"即是相對于"非對稱"所提出 區(qū)別概念。由于本實(shí)用新型的柔性多孔金屬箔由一個(gè)均質(zhì)的膜片燒結(jié)而成，因此該箔片的 孔徑分布更均勻、箔片平整度等更好。
[0009] 所述薄片可以由無限固溶體合金為基體相的金屬多孔材料所構(gòu)成。例如，所述薄 片由Ag-Au固溶體、Ti-Zr固溶體、Mg-Cd固溶體或Fe-Cr固溶體為基體相的金屬多孔材料 所構(gòu)成。又例如，所述薄片優(yōu)選由Ni-Cu固溶體金屬多孔材料所構(gòu)成，這時(shí)可要求該多孔材 料的眾多孔隙中有75%以上孔徑差在小于70 μ m的范圍內(nèi)。另外，Ni-Cu固溶體金屬多孔 材料在柔性（可多次折迭）和化學(xué)穩(wěn)定性等方面都比較理想，且在燒結(jié)形成的多孔材料的 滲透性上也十分優(yōu)異，因此應(yīng)用范圍相對比較廣泛。
[0010] 所述薄片還可以由有限固溶體合金為基體相的金屬多孔材料所構(gòu)成。例如，所述 薄片由Cu-Al固溶體、Cu-Zn固溶體、Fe-C-Cr固溶體為基體相的金屬多孔材料所構(gòu)成。所 述薄片也可以由面心立方結(jié)構(gòu)的Al、Ni、Cu或Pb為基體相的金屬多孔材料所構(gòu)成。所述薄 片還可以由體心立方結(jié)構(gòu)的Cr、W、V或Mo為基體相的金屬多孔材料所構(gòu)成。
[0011] 本實(shí)用新型的上述柔性多孔金屬箔具有廣闊的應(yīng)用空間，例如：在工業(yè)上，可用于 紡織和制革工業(yè)中的余熱回收、藥劑回收、污染控制，食品加工工業(yè)中的凈化、濃縮、消毒、 副產(chǎn)品回收，醫(yī)藥及保健行業(yè)中的人造氣管、控制釋放、血液過濾、水凈化，汽車工業(yè)中的濾 清器；在民用上可作為口罩的粉塵過濾材料以及帶靜電除塵功能的窗簾材料。
[0012] 本實(shí)用新型上述柔性多孔金屬箔的制備方法的步驟包括：（1)將構(gòu)成其金屬多孔 材料的原料粉用分散劑和粘結(jié)劑配置成粘稠狀的懸濁液；（2)將所述懸濁液注入制膜工裝 的成型模腔內(nèi)并使之烘干形成一均質(zhì)的膜片；（3)將所述膜片裝入與該膜片外形吻合的燒 結(jié)工裝內(nèi)然后進(jìn)行約束燒結(jié)，燒結(jié)后從燒結(jié)工裝內(nèi)取出并得到柔性多孔金屬箔。
[0013] 上述方法中，如柔性多孔金屬箔由Ni-Cu固溶體的金屬多孔材料構(gòu)成，為了制備 高性能的Ni-Cu柔性多孔金屬箔，則，步驟（1)中，先將Ni粉和Cu粉均勻混合形成原料粉， 其中Cu粉質(zhì)量為原料粉質(zhì)量的30?60%，然后以乙醇為分散劑、以PVB為粘結(jié)劑，按PVB與 乙醇的質(zhì)量比為（〇. 5?5) : 100的比例將PVB加入乙醇中制成PVB溶液，此后再按每IOOml 乙醇中加入原料粉20?50g的比例將原料粉加入PVB溶液中，通過攪拌使原料粉充分分散 均勻，得到粘稠狀的懸濁液；步驟（3)中，燒結(jié)工藝包括將燒結(jié)溫度逐漸升至520?580°C 并保溫60?ISOmin的第一燒結(jié)階段以及在第一階段后以彡5°C /min的升溫速率直接升溫 至1130?1180°C并保溫120?300min的第二燒結(jié)階段。
[0014] 可用于上述方法的制膜工裝，包括：固定部，所述固定部包括用于成型膜片邊緣的 ?？?；調(diào)節(jié)部，所述調(diào)節(jié)部包括與?？蚺浜嫌糜诔尚湍て酌娴哪０?，所述模板連接有可使 該模板在?？虻纳疃确较蛏弦苿?dòng)的調(diào)節(jié)裝置；活動(dòng)部，所述活動(dòng)部包括位于模框頂面并且 在工作過程中刃口與?？蝽斆姹３铸R平的刮刀。該制膜工裝能夠比較準(zhǔn)確的控制膜片的厚 度，并且保證膜片厚度的均勻性以及膜片表面的平整度。
[0015] 作為所述調(diào)節(jié)裝置的一種【具體實(shí)施方式】，調(diào)節(jié)裝置包括與?？蛳鄬潭ú⒎謩e與 模板底面四角連接且獨(dú)立工作的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。這樣可分別對模板的四角高度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 保證模板整體與?？蝽斆娴钠叫卸?，膜片的厚度均勻更高。
[0016] 另外，所述?？虻某尚兔嬉约澳０宓某尚兔嫔线€進(jìn)一步的設(shè)有在580°C下可揮發(fā) 的潤滑劑涂層。其中，潤滑劑涂層可具體采用凡士林涂層。這樣，就能夠保證成型的膜片順 利從制膜工裝上取出，防止粘模，同時(shí)由于潤滑劑涂層的可揮發(fā)性，對后續(xù)制備的柔性多孔 金屬箔的成分不造成影響，且反而有利于提