金属多孔体制造技术

一种具有三维网状结构的金属多孔体，其具有形成三维网状结构的骨架、以及具有微细孔并被覆骨架的覆层。所述三维网状结构包括支柱部和连接多个支柱部的节点部；所述骨架包含具有耐碱性的第一金属，所述微细孔的平均孔径为10nm至1μm(包括端值)；所述覆层包含具有耐碱性的第二金属，并可包含碱溶性金属；相对于骨架和覆层的总质量，碱溶性金属的含有比率为0质量％至30质量％(包括端值)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属多孔体
本公开涉及金属多孔体。本申请要求基于2018年2月22日提交的日本专利申请No.2018-029710的优先权。该日本专利申请中的公开内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
传统上，金属多孔体已用于各种应用中，例如需要耐热性的过滤器、电池用电极板、催化剂载体、金属复合材料等。作为金属多孔体的制造方法，主要的已知方法有：对发泡树脂等进行赋予导电性的处理，随后对其进行电镀的方法；以及将金属粉末附着于发泡树脂等并进行烧结的方法。引用列表专利文献专利文献1：日本专利待审查公开No.2012-214879
技术实现思路
本公开的金属多孔体是一种具有三维网状结构的金属多孔体，包括：形成三维网状结构的骨架；和具有微细孔并被覆骨架的覆层，所述三维网状结构包括支柱和连接多个支柱的节点，骨架包含耐碱性第一金属，微细孔的平均微细孔径为10nm以上1μm以下，覆层包含耐碱性第二金属，并任选地包含碱溶性金属，相对于骨架和覆层的总质量，碱溶性金属的含有比率为0质量％以上30质量％以下。附图说明图1A为关注于根据一个实施方案的具有三维网状结构的金属多孔体中的一个孔室的放大示意图。图1B为示出了孔室的形状的实施方案的示意图。图2A为示出了孔室的形状的另一实施方案的示意图。图2B为示出了孔室的形状的另一实施方案的示意图。图3为示出了接合在一起的两个孔室的示意图。图4为示出了接合在一起的四个孔室的示意图。图5为示出了由接合在一起的多个孔室构成的三维网状结构的一个实施方案的示意图。图6A示意性地示出了与支柱的纵向正交的支柱的截面。图6B为用于说明测量骨架的平均厚度的方法的照片图像。图7为用于说明根据本实施方案的金属多孔体的制造方法的示意图。图8为根据本实施方案的金属多孔体在进行热处理和碱处理之前的放大照片图像。图9为根据本实施方案的金属多孔体在进行热处理和碱处理之后的放大照片图像。具体实施方式[本公开待解决的问题]例如，日本专利待审查公开No.2012-214879(专利文献1)公开了在金属多孔体的表面上形成阳极氧化覆膜，该表面由多个光滑的以三维网状形式连接的支柱状骨架而构成。此外，专利文献1还公开了可以通过镀覆法来制造金属多孔体，例如，专利文献1中还公开了由以镀覆法制造的铝或铝合金来形成金属多孔体。这种金属多孔体具有大的表面积，并且特别适合用于碱性水电解中的电极和催化剂载体。然而，需要进一步改善金属多孔体的性能，例如进一步增加表面积和增加强度。鉴于上述情况做出了本公开，并且本专利技术的目的是提供一种单位体积的表面积大且还具有优异的强度的金属多孔体。[本公开的有益效果]根据以上内容，可以提供一种单位体积的表面积大并且还具有优异的强度的金属多孔体。[本公开的实施方案的描述]首先，将列举本公开的一方面的内容。[1]本公开的金属多孔体为一种具有三维网状结构的金属多孔体，包括：形成三维网状结构的骨架；和具有微细孔并被覆骨架的覆层，三维网状结构包括支柱和连接多个支柱的节点，骨架包含耐碱性第一金属，微细孔的平均微细孔径为10nm以上1μm以下，覆层包含耐碱性第二金属，并任选地包含碱溶性金属，相对于骨架和覆层的总质量，碱溶性金属的含有比率为0质量％以上30质量％以下。包括具有微细孔的覆层的金属多孔体的单位体积的表面积增加。此外，具有包含耐碱性第一金属的骨架的金属多孔体具有优异的强度。[2]微细孔的平均微细孔径为10nm以上200nm以下。通过这样限定，可以期望得到单位体积的表面积更大的金属多孔体。[3]覆层由包含耐碱性第二金属和碱溶性金属的合金构成，并且相对于骨架和覆层的总质量，碱溶性金属的含有比率大于0质量％且为30质量％以下。通过这样限定，金属多孔体的单位体积的表面积更大，因此具有优异的强度。[4]包含耐碱性第二金属和碱溶性金属的合金是NiZn合金。通过这样限定，金属多孔体的单位体积的表面积更大。[5]金属多孔体的孔隙率为40％以上97％以下。通过这样限定，金属多孔体的单位体积的表面积更大。[6]当以3,000倍的放大倍率观察骨架的截面时，在任意的10μm见方的区域中观察到五个以下的长径为1μm以上的空隙。通过这样限定，金属多孔体具有进一步优异的强度。[7]耐碱性第一金属包括选自由Ni、Fe、Ti、Cr和Co组成的组中的至少一种。通过这样限定，金属多孔体具有优异的强度并且还具有耐碱性。[8]支柱和节点是内部中空的。通过这样限定，金属多孔体具有优异的强度，而且重量轻。[9]中空部的与支柱的纵向方向正交的截面呈三角形。通过这样限定，金属多孔体的强度更加优异。[本公开实施方案的详述]在下文中将对本公开的实施方案(在下文中也称为“本实施方案”)进行描述。然而，应当注意，本实施方案不是排他性的。在本说明书中，“A至B”形式的表述是指范围的上限和下限(即，A以上B以下)，并且当A后没有附有任何单位而仅B后附有单位时，A与B的单位相同。此外，在本说明书中，当化合物(合金)由化学式表示而其组成元素的组成比未指定时，例如“NiZn”，则该化学式应涵盖任何常规已知的组成比(或元素比)。化学式不仅应包括化学计量组成，而且还应包括非化学计量组成。例如，化学式“NiZn”不仅包括化学计量组成“Ni1Zn1”，还包括非化学计量组成如“Ni1Zn0.8”。这也适用于除了“NiZn”以外的化合物的描述。<<金属多孔体>>本公开的金属多孔体是一种具有三维网状结构的金属多孔体，包括：形成三维网状结构的骨架；和具有微细孔并被覆骨架的覆层，三维网状结构包括支柱和连接多个支柱的节点，骨架包含耐碱性第一金属，微细孔的平均微细孔径为10nm以上1μm以下，覆层包含耐碱性第二金属，并任选地包含碱溶性金属，相对于骨架和覆层的总质量，碱溶性金属的含有比率为0质量％以上30质量％以下。金属多孔体可以具有呈片状、长方体状、球状、圆柱状等形状的外观。当金属多孔体具有片状形式的外观时，片的厚度可以为0.1mm以上5mm以下，或者0.5mm以上3mm以下。例如可以用数字测厚仪测量厚度。<三维网状结构>在本实施方案中，“三维网状结构”是指其中构成三维网状结构的固体成分(例如金属等)以三维网状形式展开的结构。三维网状结构由骨架形成。在下文中，将对三维网状结构更具体地进行描述。图1A为关注于根据本实施方案的具有三维网状结构的金属多孔体中的一个孔室的放大示意图。如上所述，三维网状结构30具有下文所述的孔室20作为基本单元，并且由多个连接在一起的孔室20形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有三维网状结构的金属多孔体，包括：/n形成所述三维网状结构的骨架；和/n具有微细孔并被覆所述骨架的覆层，/n所述三维网状结构包括支柱和连接多个所述支柱的节点，/n所述骨架包含耐碱性第一金属，/n所述微细孔的平均微细孔径为10nm以上1μm以下，/n所述覆层包含耐碱性第二金属，并任选地包含碱溶性金属，/n相对于所述骨架和所述覆层的总质量，所述碱溶性金属的含有比率为0质量％以上30质量％以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180222 JP 2018-0297101.一种具有三维网状结构的金属多孔体，包括：
形成所述三维网状结构的骨架；和
具有微细孔并被覆所述骨架的覆层，
所述三维网状结构包括支柱和连接多个所述支柱的节点，
所述骨架包含耐碱性第一金属，
所述微细孔的平均微细孔径为10nm以上1μm以下，
所述覆层包含耐碱性第二金属，并任选地包含碱溶性金属，
相对于所述骨架和所述覆层的总质量，所述碱溶性金属的含有比率为0质量％以上30质量％以下。


2.根据权利要求1所述的金属多孔体，其中所述微细孔的平均微细孔径为10nm以上200nm以下。


3.根据权利要求1或2所述的金属多孔体，其中，
所述覆层由包含所述耐碱性第二金属和所述碱溶性金属的合金构成，并且
相对于所述骨架和所述覆层的总质量，所述碱溶性金属的含有比...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥野一树，东野孝浩，俵山博匡，真岛正利，増村春辉，黑田義之，光岛重德，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人横浜国立大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP