金属多孔体的制造方法和金属多孔体技术

本发明专利技术提供了一种金属多孔体的制造方法，该方法的特征在于包括：通过至少向呈三维网状的树脂的骨架表面上涂布涂料，从而形成导电覆层的步骤，其中该涂料含有选自体积平均粒径为10μm以下的金属微粒和金属氧化物微粒所构成的组中的至少一种微粒；形成至少一种金属镀层的步骤；以及利用热处理以除去所述三维网状树脂、使金属微粒或金属氧化物微粒以及金属镀层还原并进行热扩散的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属多孔体的制造方法和金属多孔体
本专利技术涉及一种金属多孔体以及制造该金属多孔体的方法，其中该金属多孔体可用作(例如)电池集电体、过滤体或催化剂载体，具有优异的强度和韧性，并且其制造成本低且可由多种材料制得。
技术介绍
通常，金属多孔体被用在包括电池集电体、过滤体和催化剂载体在内的多种应用中。因而，如下所述，有许多涉及金属多孔体制造技术的已知文献。专利文献I提出了一种高强度金属多孔体，其通过如下方式获得:将含有强化用微粒的涂料涂布至具有连通孔的三维网状树脂的骨架表面，在该涂料的涂膜上进一步形成Ni合金或Cu合金的金属镀层，随后进行热处理以使所述微粒扩散至金属镀层中，其中所述强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，由于强化用微粒扩散至用作基层的金属镀层内，因而金属多孔体具有高断裂强度，但具有低断裂伸长率。因此，该金属多孔体的问题在于:其在涉及弯曲或挤压等塑性变形的加工中容易受损并发生断裂。专利文献2至4提出了这样的金属多孔体，该金属多孔体通过如下方式获得:用含有金属或金属氧化物粉末以及树脂的浆料涂布或喷涂至三维网状树脂，进行干燥并随后进行烧结处理。然而，在通过烧结方法获得的这种金属多孔体中，通过金属或金属氧化物粉末颗粒的烧结而形成骨架。因此，即使粉末的粒径较小，也会在骨架截面中形成若干孔隙。由此，即使当基于利用单一金属或合金的设计而获得具有高断裂强度的金属多孔体时，该金属多孔体仍具有与上面类似的低断裂伸长率。因而，该金属多孔体的问题在于:其在涉及弯曲或挤压等塑性变形的加工中容易受损并发生断裂。专利文献5和6提供了一种金属多孔体，其通过如下方式获得:使用被制成具有导电性的三维网状树脂作为支持体，并通过镀覆法加以处理以形成Ni多孔体；通过扩散渗透法(cementation)对该Ni多孔体进行处理,其中在该扩散渗透法中，将该Ni多孔体包埋在含有Cr或Al以及NH4Cl的粉末中，并在Ar或H2气氛中进行热处理。然而，该扩散渗透法的问题在于:其生产率低，因此导致成本高；此外，可与Ni多孔体形成合金的元素仅限于Cr和Al。因此，人们需要这样一种金属多孔体以及制造该金属多孔体的方法，其中该金属多孔体适合用作(例如)电池集电体、过滤体或催化剂载体，具有优异的强度和韧性，并且制造成本低且可由多种材料制得。引用列表专利文献专利文献1:日本未审查专利申请公开N0.07-150270专利文献2:日本已审查专利申请公开N0.38-17554专利文献3:日本未审查专利申请公开N0.09-017432专利文献4:日本未审查专利申请公开N0.2001-226723专利文献5:日本未审查专利申请公开N0.08-013129专利文献6:日本未审查专利申请公开N0.08-232003
技术实现思路
技术问题鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种金属多孔体以及制造该金属多孔体的方法，其中该金属多孔体适合用作(例如)电池集电体、过滤体或催化剂载体，具有优异的强度和韧性，并且其制造成本低且可由多种材料制得。解决问题的手段本专利技术的专利技术人为了实现这一目标进行了深入研究。最终，本专利技术发现如下有效特征:用含有体积平均粒径为10 μ m以下的碳粉末以及至少一种体积平均粒径为10 μ m以下的微细粉末的涂料涂布具有连通孔的三维网状树脂的骨架表面，其中所述微细粉末选自金属微细粉末和金属氧化物微细粉末所构成的组；进一步在该涂料的涂膜上形成至少一种金属镀层；然后进行热处理以除去所述三维网状树脂并引发所述至少一种金属微细粉末或金属氧化物微细粉末以及所述至少一种金属镀层中的还原和由热扩散引发的合金形成。由此，本专利技术人完成了本专利技术。具体而言，本专利技术的实施方案如下。(I) 一种制造金属多孔体的方法，该方法至少包括:通过利用含有体积平均粒径为10 μ m以下的碳粉末以及至少一种体积平均粒径为10 μ m以下的微细 粉末的涂料涂布具有连通孔的三维网状树脂的骨架表面，从而在所述表面上形成导电覆层的步骤，其中所述微细粉末选自金属微细粉末和金属氧化物微细粉末所构成的组；形成至少一种金属镀层的步骤；以及进行热处理以除去所述三维网状树脂并引发所述至少一种金属微细粉末或金属氧化物微细粉末以及所述至少一种金属镀层中的还原和热扩散的步骤。(2)根据(I)所述的制造金属多孔体的方法，其中所述涂料含有至少一种体积平均粒径为ΙΟμL?以下、并且由选自Al、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Sn和W所构成的组中的金属形成的金属微细粉末。(3)根据(I)所述的制造金属多孔体的方法，其中所述涂料含有至少一种体积平均粒径为 10 μ m 以下、并且由选自 Al203、Ti02、Cr203、Mn02、Fe203、Co304、Ni0、Cu0、Mo03、Sn02和WO3所构成的组中的金属氧化物形成的金属氧化物微细粉末。(4)根据(I)至(3)中任意一项所述的制造金属多孔体的方法，其中所述至少一种金属镀层由选自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合金所构成的组中的金属形成。(5)根据(I)至(4)中任意一项所述的制造金属多孔体的方法，其中，在所述热处理步骤中，所述至少一种金属微细粉末或金属氧化物微细粉末和所述至少一种金属镀层被包含于所述导电覆层中的所述碳粉末还原。(6)根据(I)至(5)中任意一项所述的制造金属多孔体的方法，其中所述热扩散引发了合金的形成。(7) 一种金属多孔体，其通过根据(I)至(6)中任意一项所述的制造金属多孔体的方法制得。(8)根据(7)所述的金属多孔体，其中所述金属多孔体由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) 一种具有连通孔的金属多孔体，其中所述金属多孔体由选自Al、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Sn和W所构成的组中的至少一种金属形成，所述金属多孔体的骨架的厚度t与所述骨架中的平均晶粒直径D间的关系满足下式，金属中的氧浓度小于0.5重量％，并且所述骨架的截面的孔隙率小于1%t/D ^ 1.00本专利技术的效果本专利技术可提供一种金属多孔体以及制造该金属多孔体的方法，其中该金属多孔体可用作(例如)电池集电体、过滤体或催化剂载体，具有优异的强度和韧性，并且其制造成本低且可由多种材料制得。【附图说明】图1 (a)为根据本专利技术的金属多孔体的放大外观图。图1(b)为金属多孔体骨架的截面图。图2(a)为通过用含有碳粉末和金属或金属氧化物微细粉末的导电性涂料涂布三维网状树脂的表面而获得的骨架截面图。图2(b)为通过用金属镀覆图2(a)中的涂膜而获得的骨架的截面图。【具体实施方式】根据本专利技术的具有三维网状结构的金属多孔体制造方法至少包括:通过利用含有体积平均粒径为?ο μ m以下的碳粉末以及至少一种体积平均粒径为10 μ m以下的微细粉末的涂料涂布具有连通孔的三维网状树脂的骨架表面，从而在所述表面上形成导电覆层的步骤，其中所述微细粉末选自金属微细粉末和金属氧化物微细粉末所构成的组；形成至少一种金属镀层的步骤；以及进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造金属多孔体的方法，该方法至少包括：通过利用含有体积平均粒径为10μm以下的碳粉末以及至少一种体积平均粒径为10μm以下的微细粉末的涂料涂布具有连通孔的三维网状树脂的骨架表面，从而在所述表面上形成导电覆层的步骤，其中所述微细粉末选自金属微细粉末和金属氧化物微细粉末所构成的组；形成至少一种金属镀层的步骤；以及进行热处理以除去所述三维网状树脂并引发所述至少一种金属微细粉末或金属氧化物微细粉末以及所述至少一种金属镀层中的还原和热扩散的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 JP 2011-2848701.一种制造金属多孔体的方法，该方法至少包括: 通过利用含有体积平均粒径为IOym以下的碳粉末以及至少一种体积平均粒径为IOym以下的微细粉末的涂料涂布具有连通孔的三维网状树脂的骨架表面，从而在所述表面上形成导电覆层的步骤，其中所述微细粉末选自金属微细粉末和金属氧化物微细粉末所构成的组； 形成至少一种金属镀层的步骤；以及 进行热处理以除去所述三维网状树脂并引发所述至少一种金属微细粉末或金属氧化物微细粉末以及所述至少一种金属镀层中的还原和热扩散的步骤。2.根据权利要求1所述的制造金属多孔体的方法，其中所述涂料含有至少一种体积平均粒径为IOym以下、并且由选自Al、T1、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Mo、Sn和W所构成的组中的金属形成的金属微细粉末。3.根据权利要求1或2所述的制造金属多孔体的方法，其中所述涂料含有至少一种体积平均粒径为 10 μ m 以下、并且由选自 Al203、Ti02、Cr203、Mn02、Fe203、Co304、Ni0、Cu0、Mo03、SnO2和WO3所构成的组中的金属氧化物形成的金属氧化物微细粉末。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚本贤吾，土田齐，齐藤英敏，西村淳一，
申请(专利权)人：富山住友电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP