2、孔連通泡沫鋁制備工藝研究

2.金屬沉積
本法用金屬噴涂工藝將金屬覆蓋在聚氨基甲酸乙脂材料上。該法出三步組成：硬化、化學(xué)預(yù)鍍和電鍍。硬化工序是在聚氨基甲酸乙脂泡沫表面涂上薄薄一層環(huán)氧涂層，使其具有一定的剛度。硬化之后在其表面化學(xué)沉積一層金屬膜，使其具有微導(dǎo)電性，制備時表面用強氧化性酸溶液(如鉻酸/硫酸/磷酸混合液)處理，使表面與水親合，并經(jīng)適當侵蝕得到一微毛糙的表面，以提高沉積金屬層的粘附力。然后，表面用氯化鈀溶液中的鈀進行催化處理。也可在化學(xué)鍍?nèi)芤褐羞B續(xù)沉積。適用的金屬有銅、鎳、鐵、銀、鈷、金和鈀等。其中，以銅和鎳的應(yīng)用最為廣泛。最后是把預(yù)鍍完畢的聚氨基甲酸乙脂泡沫電鍍到所需厚度。已應(yīng)用的金屬、合金及相應(yīng)的鍍液有：銅(焦磷酸鹽)、鎳(氨基磺酸鹽)、鋅(氰化物)、鈷一錫(氟化物)及銀(氟化物)，這樣，氨基甲酸脂基體就可通過熱分解除去。
采用金屬沉積法制取的泡沫金屬具有均勻性和高孔隙率等特點。然而其成本較高，故在使用上受到一定限制。
3. 粉末冶金
(1)粉漿發(fā)泡技術(shù)
該工藝首先是制備粉漿（由細小的金屬粉末與分散在有機溶液中的發(fā)泡劑所組成），然后使該粉漿發(fā)泡，最后焙燒成多孔體。該法已用于鈹粉末及鎳、鐵、銅以及不銹鋼、青銅等粉術(shù)。本法也已被用來制取泡沫鋁。為了制得泡沫鋁，首先要制得主要成份為細鋁粉與發(fā)泡劑的粉漿，并用鹽酸氫氧化鋁或正磷酸進行處理。粉漿經(jīng)攪拌后注入所需形狀的模中，發(fā)泡停止后在100 ℃溫度下進行2h的處理，以使泡沫金屬具有一定的強度，并提高其機械性能。鋁粉末不能用于燒結(jié)，因其在燒結(jié)溫度下會產(chǎn)生氧化鋁，因此用粉漿發(fā)泡技術(shù)制取的泡沫鋁強度較低，這也就限制了它的應(yīng)用。
(2)疏松粉末燒結(jié)

根據(jù)燒結(jié)機理，粉末顆粒間是相互接觸的，并在粉術(shù)顆粒變熱時通過相互接觸的粉末粒子之間的表面張力或毛細作用而長大。燒結(jié)時不需施壓。因此，模具盛滿金屬粉末后即可燒結(jié)。該法被稱為疏松粉術(shù)燒結(jié)。主要用于制備多孔金屬材料，如青銅過濾器及用作堿性蓄電池和燃料電池的多孔鎳電極板。用這種方法所制得的材料孔隙率為40~60%（體積）。為獲得更高孔隙率，普遍采用的方法是添加間隙劑，在燒結(jié)過程中，它們會被分解或蒸發(fā)掉，也可通過升華或溶解除去。
在制備鐵、鎳或銅及其合金的過濾器時，用四氟化銨作閭隙劑。制備孔隙率高達70~90%的鎳隔板，通常是將40%體積的甲基纖維素作為間隙劑加在鎳粉中。
(3)燒結(jié)飽和海綿粉漿
在粉末冶金中，各種海綿類材料也可用作制備均勻、高孔隙率泡沫金屬的臨時支撐物。將海綿類的有機材料(如塑料海綿)，剪成所需形狀，再用所需金屬粉末的粉漿浸透，粉漿載體可以是水或有機液，干燥后 熱至足夠的溫度，使有機海綿材料熱分解除去，隨后燒結(jié)，冷卻后，就得到了具有通孔的高孔隙體。
另一個方法是由金屬化合物來代替金屬粉末，這樣的金屬化合物有金屬乳酸鹽或2一羥基、羧基酸鹽，熱至分解溫度可以使其轉(zhuǎn)化成所對應(yīng)的金屬，同時支撐體經(jīng)燃燒后也可除掉。用該工藝可制得具有70~90%(體積)孔隙率的銀板。
(4)纖維冶金
采用金屬纖維來代替金屬粉末制備如過濾器這樣的多孔材料，具有如下優(yōu)點：
①孔隙率的控制范圍廣，即使是在最高孔隙率時，其材料結(jié)構(gòu)性能也不變。
②材料強度高、延伸性好，對一定的孔隙率而言，其性能比金屬粉末法制得的相應(yīng)材料高出幾倍。
③可制得兼有良好阻塞功能的高滲透性材料。
4. 噴濺沉積
在美國，已設(shè)計出一種生產(chǎn)致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)泡沫金屬的新方法。該法是使用濺射技術(shù)把夾有惰性氣體的金屬粉末均勻濺射到金屬基體上。然后加熱至金屬熔化，并保溫一段時間使夾有的氣體膨脹成孔，冷卻后就 得到了具有致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬發(fā)泡體。
濺射沉積是目前制備含有惰性氣體的金屬物的最有效方法。最好的噴濺裝置是三頭濺射儀。通過沉積區(qū)惰性氣體的壓力、基體的溫度及施予基底的負偏壓大小的變化來控制金屬的孔隙率(體積)變化范圍。
該法適用于能均勻夾惰性氣體的任何材料(包括非金屬材料)。