[发明专利]一种液态聚合物辅助发泡制备泡沫金属材料的方法

说明书

本发明提供一种液态聚合物辅助发泡制备泡沫金属材料的方法，操作步骤如下所示：1）将金属粉末、液态聚合物和催化剂、交联剂、水按重量份搅拌混合，配制成浆料；2）将步骤1）制备的浆料导入到模具中成型；3）将步骤2）的模具置于高温炉中烧结。通过先制备成浆料，在催化剂的作用下聚合物和水反应生成二氧化碳，同时聚合物在交联剂作用下发生交联由液态变为固态，得到泡沫金属的前驱体，使得金属粉末在浆料中分布均匀。2、制备泡沫金属前驱体时，利用聚合物与水反应生成的二氧化碳使金属浆料中生成气泡，发泡量大，聚合物因交联具备一定强度，能很好的包覆气体，有利于发泡的进行。

技术领域

本发明涉及发泡金属材料领域，具体涉及一种液态聚合物辅助发泡制备泡沫金属材料的方法。

背景技术

多孔泡沫金属材料实际上是金属与气体的复合材料，正是由于这种特殊的结构，使之既有金属的特性又有气泡特性，如比重小、比表面大、能量吸收性好、导热率低 (闭孔体)、换热散热能力高(通孔体)、吸声性好 (通孔体)、渗透性优 (通孔体)、电磁波吸收性好(通孔体)、阻焰、耐热耐火、抗热震、气敏 (一些多孔金属对某些气体十分敏感) 、能再生、加工性好等。孔隙度是指多孔体中所有孔隙的体积与多孔体总体积之比，常常衡量多孔体的空隙空间大小。泡沫金属的孔隙度常常达到90%以上，并且具有一定强度和刚度的多孔金属。这类金属孔隙度高，孔隙直径可达至毫米级。

因此，多孔泡沫金属材料是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上，它在电子、通讯、化工、冶金、机械、建筑、交通运输业中，甚至在航空航天技术中有着广泛的用途。孔径大、孔隙率高、密度低是泡沫金属的三大结构特点。

到目前为止 ,国内外对多孔泡沫金属的制备工艺方面的研究较多 ,归纳起来主要有以下几种 ,铸造法、粉末冶金法、金属沉积法、烧结法、熔融金属发泡法、共晶定向凝固法等六种。 一般说来 ,电沉积制备出的泡沫金属的孔隙率高且非常均匀 ,但工序长 ,操作繁琐 ,成本稍高 ;用化学分解法制备的泡沫金属对于泡沫镍而言存在封孔问题和残碳问题 ;真空气相沉积制备泡沫金属的操作条件严格 ,沉积速度慢 ,投资大 ,生产成本高; 发泡法的技术一般则比较复杂 ,难于掌握 ,且主要是低熔点金属泡沫的制备上 ;熔模铸造法仅适用于低熔点的金属和合金 (如 Al ,Pb ,Sn 等)。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种液态聚合物辅助发泡制备泡沫金属材料的方法，解决了现有技术当中发泡技术难以掌握的技术问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种液态聚合物辅助发泡制备泡沫金属材料的方法，操作步骤如下所示：

1）将金属粉末、液态聚合物和催化剂、交联剂、水按重量份搅拌混合，配制成浆料；

2）将步骤1）制备的浆料导入到模具中成型；

3）将步骤2）的模具置于高温炉中烧结，冷却，即得。

进一步地，所述步骤1）各原料的重量份组分为：金属粉末7～11份、液态聚合物23～32份、催化剂3～6份、交联剂2～5份、水21～29份。

进一步地，所述步骤1）各原料的重量份组分为：金属粉末8～10份、液态聚合物25～29份、催化剂3～6份、交联剂2～4份、水23～27份。

进一步地，所述步骤1）各原料的重量份组分为：金属粉末9份、液态聚合物27份、催化剂5份、交联剂3份、水25份。

进一步地，所述步骤1）中金属粉末为:铁粉、钴粉、镍粉、铜粉、铝粉、锌粉中的一种或混合。

进一步地，所述步骤1）中液态聚合物为聚氨酯聚合物。

进一步地，所述步骤1）中催化剂为掺氮二氧化钛。