用于制造铝结构体的方法和铝结构体技术

本发明专利技术提供了一种制造铝结构体的方法，包括：在树脂成形体的表面上形成由铝制成的导电层的导电处理；以及在熔融盐浴中将铝镀覆于所述已经进行了导电处理的树脂成形体的镀覆工序。即使采用具有三维网状结构的多孔树脂成形体时，该方法也能够在该多孔树脂成形体的表面进行铝镀覆，从而形成具有厚且均匀的膜的高纯度铝结构体。本发明专利技术还提供了具有大面积的多孔铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过镀铝而在树脂表面上形成铝结构体的方法，更具体而言，本专利技术涉及这样的铝结构体、以及用于制造该铝结构体的方法，其中该铝结构体适宜用作诸如多种过滤器和电池电极之类的应用中的多孔金属体。
技术介绍
具有三维网状结构的多孔金属体已被用于多种应用中，如各种过滤器、催化剂承载体和电池电极。例如，由镍制成的Celmet(由住友电气エ业株式会社制造,注册■商标)已被用作电池(例如，镍氢电池和镍镉电池)的电极材料。Celmet是ー种多孔金属体，其具有连通的孔并且特征性地具有较其他多孔体(如金属非织造布)更高的孔隙率(大于或等于90%)。Celmet可以通过这样的方式制得在具有连通的孔的多孔树脂(例如，聚氨酯泡沫)的骨架表面上形成镍层，通过热处理分解该树脂发泡成形体，然后将镍还原。可以通过向树脂发泡成形体的骨架表面涂布碳粉末以进行导电处理，然后通过电沉积的方式进行镍沉积，从而形成镍层。铝具有优异的特性，如导电性能、耐蚀性能且重量轻。关于铝在电池中的应用，例如，已将涂布有活性材料(如氧化锂钴)的铝箔用作锂离子电池的正扱。为了增加正极容量，可以将铝制体加工为具有巨大表面积的多孔体，并用活性材料填充铝制体的内部。这样便 使得所述活性材料即使在具有较大厚度的电极中也可使用，并且改善了每单位面积的活性材料利用率。作为用于制造多孔铝的方法，专利文献I描述了这样ー种方法通过弧离子镀法，使具有内部连通空间和三维网络的塑性基体进行铝气相沉积エ序，从而形成厚度为2μπι至20 μ m的金属铝层。专利文献2描述了这样ー种方法，该方法包括在具有三维网状结构的树脂发泡成形体的骨架上形成由金属(如铜)制成的膜，其中该金属能够在小于或等于铝熔点的温度下形成共晶合金；将铝膏涂布于所述膜，然后在非氧化性气氛中于大于或等于550°C且小于或等于750°C的温度下进行热处理，以蒸发有机成分(树脂泡沫)并烧结所述铝粉末，以此形成多孔金属体。由于铝对氧具有高化学亲和力、且电势比氢低，因此在镀铝时难以在含有水溶液的镀浴中进行电沉积。已有人对在含有非水溶液的镀浴中、尤其是在含有有机溶剂的镀浴中进行铝电沉积进行了研究。例如，作为用铝镀覆金属表面的技术，专利文献3公开了ー种铝电沉积方法，其特征在干在镀浴中使用了低熔点组合物，并且在将镀浴中的水含量維持为小于或等于2重量％的同时将铝沉积在阴极上，其中上述低熔点组合物为卤化鎗和卤化铝的共混物熔体。引用列表专利文献PTL I :日本专利 No. 3413662PTL 2 :日本未审查专利申请公开No. 8-170126PTL 3 :日本专利 No. 320207
技术实现思路
技术问题根据专利文献I中描述的方法，可以制造厚度为2 μ m至20 μ m的多孔铝。然而，难以通过气相方法形成较大的面积，并且取决于基体的厚度或孔隙率，也难以形成内部均匀的层。此外还存在如下其他问题铝层的形成速率低，并且因设备昂贵从而导致制造成本高。另外，厚膜的形成可能引起膜内开裂或铝塌落。根据专利文献2中描述的方法，令人遗憾的是，所形成的层是铝的共晶合金层，而非高纯度铝层。虽然铝电沉积方法是已知的，但是仅可能对金属表面进行镀覆，尚无在树脂表面上进行电沉积的已知方法，尤其在具有三维网状结构的多孔树脂成形体表面上进行电沉积的已知方法。这可能是受多孔树脂在镀浴中发生溶解以及其他问题的影响。因此，本专利技术的目的是提供用于形成高纯度铝结构体的方法、以及制造具有大面 积的多孔铝的方法，其中所述形成高纯度铝结构体的方法包括在树脂成形体的表面上，尤其是甚至在具有三维网状结构的多孔树脂成形体的表面上进行镀铝以形成均匀的厚膜。解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术人已经找到了用于对由聚氨酯、密胺等制成的树脂成形体的表面进行铝电沉积的方法。本专利技术提供了一种用于制造铝结构体的方法，该方法包括在树脂成形体表面上形成由铝制成的导电层的导电处理；以及将铝在熔融盐浴中镀覆于所述树脂成形体的镀覆エ序，其中所述树脂成形体已经进行了导电处理(本申请的第一专利技术)。如上文所述，虽然人们已经在金属表面上进行了镀铝，但未曾考虑过对树脂成形体表面的电沉积。本专利技术的特征在干，发现通过使树脂成形体表面具有导电性(导电处理)，使得可在熔融盐浴中进行镀铝。另外，通过形成铝制导电层而进行的导电处理能够制得基本不含除铝之外的其它金属的铝结构体。由于铝易干与氧反应，因此，在由铝制成的导电层上往往会形成薄的氧化物膜。氧化物膜会降低镀层附着性，并因此导致镀覆效果较差。所以，优选在导电处理和镀覆エ序之间进行阳极电解エ序，该阳极电解エ序利用导电层作为阳极以进行电解处理(本申请的第ニ专利技术)。阳极电解处理能够熔融并除去在导电处理中于导电层表面上形成的氧化物膜，从而使得在熔融盐中进行的铝镀覆令人满意。优选的是，在导电处理和镀覆エ序之间，在不暴露于氧化气氛的情况下输送所述已经进行了导电处理的树脂成形体(本申请的第三专利技术)。这使得在熔融盐中进行令人满意的铝镀覆，而导电层不会发生氧化。导电处理可以是通过气相法使铝沉积在树脂成形体表面上的エ序(本申请的第四专利技术)。导电处理还可以是将树脂成形体浸溃在含有铝的涂料中，以使铝沉积在所述树脂成形体上的エ序(本申请的第五专利技术)。这两种方法都能够制得由铝作为金属构成的结构体，而不会被铝之外的其他金属污染。这种エ序使得能够在复杂骨架结构的表面上形成均匀且厚的铝层，特别是在具有三维网状结构的多孔树脂制品的表面上形成厚度均匀的铝层(本申请的第六专利技术)。树脂成形体优选由聚氨酯或密胺制成，使用这种材料能够制得具有高孔隙率的多孔树脂制品(本申请的第七专利技术)。通过这些エ序制造出了包括树脂成形体的铝结构体，该树脂成形体的表面上具有金属层(本申请的第十一专利技术)。根据其应用，如过滤器或催化剂承载体，所述铝结构体可以直接用作树脂-金属复合材料。当因受到使用环境的约束而要使用无树脂的金属结构体时，可以除去所述树脂(本申请的第八专利技术)。对于通过上述任何ー种方法制得的铝结构体，其包括作为金属层的厚度为Iym至100 μ m的铝层，其中除树脂以外的整个金属层的铝纯度为大于或等于99. 0%，并且碳含量为小于或等于1.0%，并且余量为不可避免的杂质(本申请的第十专利技术)。根据日本エ业标准G1211，在高频感应炉中燃烧后由红外吸收法测量碳含量。通过将铝结构体溶解于王水中，并利用电感耦合等离子发射光谱仪从而进行铝纯度測定。当将具有三维网状结构的多孔树脂用作所述树脂时，那么所制得的铝结构体包括 具有管状骨架结构的铝层，并且形成了具有总体上连续的孔的多孔体(本申请的第十二专利技术)。还可以制造这样的铝结构体，其中骨架结构具有几乎为三角形的截面，并且位于每个所述三角形截面的顶点处的所述铝层厚度大于位于每个所述三角形截面的每条边中部处的厚度(本申请的第十三专利技术)。当使用具有三维网状结构的聚氨酯泡沫或密胺泡沫作为多孔树脂成形体时，其网状结构的骨架通常具有三角形截面。如本文所用，术语“三角形”没有严格定义，其是指大致具有三个顶点和三条曲线作为边的形状。因而，通过镀覆而形成的铝结构体的形状也具有几乎为三角形的骨架。作为导电处理方法的实例，下文将描述通过气相法而进行的铝沉积。通过气相法可以形成厚度相对均匀的导电层。在每个三角形截本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：细江晃久，稻泽信二，真岛正利，新田耕司，酒井将一郎，粟津知之，奥野一树，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：