[发明专利]泡沫铁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫铁及其制造方法，特别涉及一种通过电镀方式连续制造延性优秀、抗张强度较高的泡沫铁的方法以及由该方法制造的泡沫铁。

背景技术

泡沫金属(metal foam)是指金属材料内部具有很多气泡的多孔(porous) 金属。

这种泡沫金属根据内部的气泡形状分为开孔式(open cell type)或闭孔式(closed cell type)。就开孔而言，多个气泡以相互连接状态存在，气体或流体随这些气泡容易通过。相反，在闭孔中气泡之间相互没有连接，而独立存在，所以气体或者流体不容易通过。

就具有开孔的泡沫金属而言，其结构与人体骨类似，所以结构稳定，并且单位体积的表面积比非常大，同时由于重量轻的物理特性，可以应用于各种技术领域。

这种泡沫金属应用于电池电极、燃料电池的零部件、废气过滤装置用过滤器、污染控制装置、催化剂支撑体、音响零部件等各种产业领域。

目前为止已知的泡沫金属主要有以镍、铜、铝或银为基体金属的泡沫金属，但将铁作为基体金属的泡沫铁并没有被广泛周知。

发明内容

本发明提供一种最大限度地抑制表面的销孔(pin-hole)生成，并且延性和抗张强度优秀的泡沫铁。

而且，本发明还提供一种在制造泡沫铁的过程中，对腐蚀性大的铁电镀液具有较强抗蚀性的金属沉积方法。

本发明还提供一种在制造泡沫铁的过程中，铁电镀工序上2价铁氧化成3价铁，使生成3价氢氧化铁时产生的微粒沉淀物不混入到镀铁层的方法。

另外，本发明还提供一种在制造泡沫铁的过程中，可连续进行电镀工序和热处理工序，以降低制造成本的方法。

本发明的一实施例涉及的泡沫铁是具有开孔的网状结构，所述结构以重量%为基准，钛的含量占0.01%至1%，碳(carbon)的含量占0.001%至0.5%，剩余的部分由铁组成，并且含有不可避免杂质。

所述泡沫铁的结构可进一步包含选自0.01%至1%的镍或0.01%至1%的铜中的一种金属。

当所述结构中含有钛(Ti)和镍(Ni)时，其中钛(Ti)占20-50%、镍(Ni)占50-80%，当含有钛(Ti)和铜(Cu)时，其中钛(Ti)占20-50%、铜(Cu)占50-80%。

本发明一实施例涉及的泡沫铁的制造方法包括以下步骤：ⅰ)准备有机多孔体；ⅱ)在有机多孔体的表面沉积选自镍(Ni)或铜（Cu）中的一种金属，然后沉积钛(Ti)，以此准备导电性多孔体；ⅲ)将导电性多孔体通过铁电镀液，以在所述导电性多孔体表面电镀铁，所述电镀液含有氯化亚铁(FeCl₂?4H₂O)，并添加有丙二酸(malonic acid)、氯化铵(NH₄Cl)、三氯化钒(VCl₃)中至少一种物质，且pH值为0.5至2.5；以及ⅳ)将镀有铁的导电性多孔体放入热处理炉内，通过热处理去除有机多孔体的成分。

所述泡沫铁的制造方法进一步包括清洗镀有铁的所述导电性多孔体的过程。

所述清洗镀有铁的导电性多孔体的步骤包括：在50℃~70℃的温度下，用pH值为1～1.5的盐酸液进行酸洗，之后用空气去除酸洗溶液；用50℃~70℃的水清洗所述酸洗溶液已被去除的导电性多孔体后，再用空气去除水；以及用50℃~70℃、0.5~5g/L的水溶性抗腐蚀添加剂清洗所述水被去除的导电性多孔体后，再用空气去除抗腐蚀添加剂。

在所述导电性多孔体的准备步骤中，当先沉积镍(Ni)之后再沉积钛(Ti)时，其中镍(Ni)占50-80%、钛(Ti)占20-50%；当先沉积铜(Cu)之后再沉积钛(Ti)时，其中铜(Cu)占50-80%、钛(Ti)占20-50%。

导电性多孔体的准备步骤在卷对卷设备中可通过PVD(Physical vapor deposition)方法进行沉积。 

在所述有机多孔体表面沉积的厚度最好是0.02μm至0.3μm。

本发明的一实施例中使用的有机多孔体选自聚合物发泡体、无纺织物、有机织物中的一种，最好使用泡沫聚氨酯。

铁电镀液可进一步包含硫酸亚铁(FeSO₄?7H₂O)。

并且，铁电镀液的温度最好是75℃ - 95℃，电镀槽的表观阴极电流密度最好是100 A/m² - 2500A/m²。