本發(fā)明屬于泡沫金屬材料領(lǐng)域，特別提供一種泡沫鎳或泡沫鎳基合金的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來金屬多孔材料的開發(fā)和應(yīng)用日益受到人們的關(guān)注，金屬多孔材料（泡沫金屬）是由剛性骨架和內(nèi)部的孔洞組成，具有優(yōu)異的物理特性和良好的機械性能的新型工程材料，在20世紀80年代后期迅速發(fā)展起來。它具備的優(yōu)異物理性能（如密度小、剛度大、 比表面積大、吸能減振性能好、消音降噪效果好、電磁屏蔽性能高等）使其應(yīng)用領(lǐng)域已擴展到航空、電子、醫(yī)用材料及生物化學(xué)等領(lǐng)域。而且?guī)в型椎慕饘俣嗫撞牧线€具有換熱散熱能力強、滲透性好、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點。

多孔鎳或泡沫鎳目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電池電極材料、過濾載體、化工催化劑載體、 電磁屏蔽材料、貴金屬置換回收等眾多領(lǐng)域。采用多孔的基體泡沫塑料，通過化學(xué)鍍鎳、真空鍍鎳等方法制備導(dǎo)電層，經(jīng)預(yù)鍍鎳后在硫酸鹽鍍鎳電解液中電鍍厚鎳，然后經(jīng)灼燒、還 原、退火工序便可得到性能優(yōu)良的三維網(wǎng)狀泡沫鎳材料。采用此種方法制備的多孔鎳，其孔徑通常受基體泡沫塑料的孔徑限制，孔徑通常較大。

脫合金法是一種制備納米多孔材料的方法，也可以用于制備多孔鎳合金，但是此方法屬于脫合金腐蝕，用于制備多孔金屬材料時一般都是在金屬材料表層進行，難以制備大塊材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制備具有三維通孔結(jié)構(gòu)的泡沫鎳或泡沫鎳基合金的制備工藝。

本發(fā)明具體提供了一種泡沫鎳或泡沫鎳基合金的制備方法，其特征在于：在真空環(huán)境中，將鎳基合金中的易揮發(fā)合金元素逐漸揮發(fā)，最終形成泡沫鎳或泡沫鎳基合金，其中原材料鎳基合金中至少有一種易揮發(fā)合金元素，要求易揮發(fā)合金元素的蒸汽壓比鎳基合金中基體元素的蒸汽壓高（至少在同一溫度下高三個數(shù)量級），且能夠與基體合金元素形成均勻的合金或固溶體。

本發(fā)明的基本原理是利用鎳合金中某一種或一種以上易揮發(fā)合金元素（造孔元素）在特定的溫度區(qū)間相對較高的蒸汽壓，在真空環(huán)境中逐漸揮發(fā)，最終形成泡沫鎳或 泡沫鎳基合金。根據(jù)以上原理，原材料鎳基合金中易揮發(fā)合金元素的原子百分比控制在 20%-80%之間以形成不同的孔隙率，所述易揮發(fā)合金元素為具有較高蒸汽壓的錳、鋅、鎘、 鉍、鋇、鈣、銪、鋰、硒、鎂、鍶、銻、碲、鉈、鐿，優(yōu)選錳元素作為鎳基合金的造孔元素，錳含量優(yōu) 選30at. % -70at. %，利用錳元素較高的蒸汽壓，形成泡沫鎳或泡沫鎳基合金。

本發(fā)明所述原始鎳基合金可以采用熔煉或粉末冶金等方法制備，表面拋光去氧化皮，根據(jù)不同鎳基合金的熔點和相應(yīng)造孔元素蒸汽壓和溫度之間的關(guān)系，在200°C -1200°C 溫度區(qū)間持續(xù)高真空處理，真空度控制在10Pa以下，將其中具有較高的蒸汽壓的錳、鋅、 鎘、鎂等合金脫出，獲得三維泡沫鎳或泡沫鎳基合金。

采用本發(fā)明所述方法制備的泡沫鎳或泡沫鎳基合金，其孔徑分布為0.1-100微 米。

可以通過表面離子鍍、噴涂等表面處理方法在普通合金表面制備以上所述的合金層，通過本工藝獲得表面多孔的梯度材料。也可以采用本發(fā)明處理工藝將粒度大于10微米 以上的合金粉末制備成多孔合金粉末或球體。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)真空熱處理工藝成熟，可以進行規(guī)?；a(chǎn)，不僅可以制備大尺寸塊體，還特 別適合制備超薄鎳合金箔片或球體。

(2)采用本發(fā)明方法制備的三維泡沫鎳或泡沫鎳基合金具有通孔結(jié)構(gòu)，孔隙率可 以根據(jù)合金比例調(diào)節(jié)。

(3)本發(fā)明制備的泡沫鎳或泡沫鎳基合金，可以用于分離、過濾、催化、消音、吸 震、屏蔽、熱交換等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是實施例4獲得的三維多孔泡沫鎳基合金圖片。

具體實施方式

以下實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。

如無特殊說明，本實施例中所有百分數(shù)均表示原子百分比。

實施例1

采用自制鎳鐵錳合金（含錳60%，鐵15% )制備成10X10X1mm小片，懸掛在實 驗室小型真空熱處理爐內(nèi)，在900°C保溫持續(xù)高真空3小時，真空度維持在10Pa以下，獲得 三維多孔鎳鐵合金（泡沫鎳鐵合金），孔徑分布為1-5微米，孔隙率為50%左右。

實施例2

采用自制鎳鋁鎘鎂合金（含30%鎂、20%鎘、10%鋁），制備10\10\0.5謹小片， 懸掛在實驗室小型真空熱處理爐內(nèi)，在500°C保溫持續(xù)高真空2小時，真空度維持在6Pa以 下，獲得三維多孔鎳鋁合金（泡沫鎳鋁合金），孔徑分布為2-8微米，孔隙率為40 %左右。

實施例3

采用自制鎳銅鋅合金（含40%鋅、20%銅），制備成10X10X0.5謹薄片，砂紙 磨光到0.3mm厚，懸掛在實驗室小型真空熱處理爐內(nèi)，在700°C保溫1小時，真空度維持在 10Pa以下，獲得三維多孔鎳銅合金（泡沫鎳銅合金），孔徑分布為2-15微米，孔隙率為30 %左右。

實施例 4

采用自制鎳錳合金（含70%錳），線切割成10X15X1mm薄片，砂紙磨光到0.8mm 厚，懸掛在實驗室小型真空熱處理爐內(nèi)，在900°C保溫1小時，真空度維持在10Pa以下，獲得 三維多孔純鎳（泡沫鎳，其掃描電鏡圖見圖1)。