[发明专利]一种复合孔径铜烧结多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种复合孔径铜烧结多孔材料及其制备方法和应用，属于金属多孔材料制备领域。所述复合孔径铜烧结多孔材料，按孔径大小，所述复合孔径铜烧结多孔材料中，有A孔径段的孔隙存在，同时还有B孔径段和C孔径段中的至少1个孔径段的孔隙存在；所述A孔径段的取值范围为5‑25微米，所述B孔径段的取值范围30‑60微米，所述C孔径段的取值范围为70‑110微米。其制备方法为：按设计比例配取混合铜源和混合造孔剂，将配取的混合铜源和混合造孔剂混合均匀后压制成型；接着分阶段烧结，最后用去离子水多次水解浸出，烘干得到成品。所述复合孔径铜烧结多孔材料的应用领域包括热交换领域、过滤领域、分离领域、消音领域、屏蔽领域。

技术领域

本发明涉及一种复合孔径铜烧结多孔材料及其制备方法和应用，属于金属多孔材料制备领域。

背景技术

多孔金属材料是在20世纪初出现并迅速发展起来的一种新型多功能复合材料,兼具功能和结构双重属性的。其显著的特点，是具有规则排列、大小可调的孔道结构，其独有的机械、吸附、渗透、光电及生物活性等特性，在结构及光电材料、吸附及分离介质、生物医学、散热以及热交换等领域具有广阔应用前景，自问世以来，备受国际诸多学科领域学者重视，迅速成为跨学科研究的焦点和热点。在众多金属多孔材料中，铜基多孔材料因其良好的导热性,且具有密度小,表面积大等优点,是CPU及GPU、LED等高热流密度的电子元器件的理想散热材料。同时，多孔铜的导电性和延展性好，并且比镍便宜，将其用于电池作电极的基体材料，具有一些明显的优点。又由于铜基多孔材料的结构特性及对人体基本无害的特性，使其成为一种优良的医学过滤材料如血液透析及水净化过滤材料。

孔隙率、孔隙结构及孔径分布是多孔材料优异性能的有效保证，市场需求促使多孔材料不断发展，单一孔径结构已无法满足越来越多的应用需求，如热管毛细芯材料，减小孔径可提高毛细压力，但过小的毛细孔径会阻碍蒸汽的及时排出，甚至影响整个热管的正常启动。因此制备多孔径结构的多孔材料，实现各尺度孔径的合理匹配，能更充分的发挥多孔材料的优势，实现材料整体性能的最优化。制备金属多孔材料的诸多方法之中，添加造孔剂法在制备过程中更加灵活可控，可通过控制造孔剂的形貌、尺寸、含量等，灵活的改变多孔材料孔隙特征及性能，有利于研究具有复杂结构的多孔材料。

到目前为止还未见采用电解铜粉和雾化铜粉的混合料作为铜源、以碳酸氢盐和氯化钠的混合物为造孔剂来制备具有3个孔径段的复合孔径铜烧结多孔材料的相关报道

发明内容

本发明的目的是提供一种复合孔径结构，且结构可控的铜烧结多孔材料的制备方法，该制备方法工艺简单，成本低，孔隙可控。

本发明一种复合孔径铜烧结多孔材料；按孔径大小，所述复合孔径铜烧结多孔材料中，有A孔径段的孔隙存在，同时还有B孔径段和C孔径段中的至少1个孔径段的孔隙存在；所述A孔径段的取值范围为5-25微米，所述B孔径段的取值范围30-60微米，所述C孔径段的取值范围为70-110微米。

作为优选方案，本发明一种复合孔径铜烧结多孔材料；所述复合孔径铜烧结多孔材料中，孔径位于A孔径段的孔隙数目占所有孔隙数目的10％及以上、优选为25-45％、进一步优选为30-40％；

作为优选方案，本发明一种复合孔径铜烧结多孔材料；所述复合孔径铜烧结多孔材料中，孔径位于B孔径段的孔隙数目占所有孔隙数目的20％及以上、优选为25-30％、进一步优选为26-30％；

作为优选方案，本发明一种复合孔径铜烧结多孔材料；所述复合孔径铜烧结多孔材料中，孔径位于C孔径段的孔隙数目占所有孔隙数目的8-15％。

作为优选方案，本发明一种复合孔径铜烧结多孔材料；所述复合孔径铜烧结多孔材料的孔隙率为50-70％。

本发明一种复合孔径铜烧结多孔材料的制备方法；包括下述步骤：

步骤一