一种超薄多孔金属的制作方法与流程

本发明涉及多孔金属材料制备，具体涉及一种超薄多孔金属的制作方法。

背景技术：

1、多孔金属材料因其兼具金属材料的导电、导热性能和孔结构的低密度、高比表面积特性，在过滤分离、电子烟发热组件、电解水电极、质子交换膜等领域具有广泛的应用前景。

2、目前，多孔金属的传统制备方法主要包括粉末轧制+烧结法、发泡法+烧结法，以及通过载体浸渍挂浆后烧结等方法。粉末冶金法在制备大尺寸多孔结构方面具有较大优势，但在制备较薄片材及孔径调控方面难度较大；热喷涂法可以制备较薄片材，但通常需要依附基体材料，成型后无法与基体材料剥离，且材料的厚度一致性及内部孔径分布均匀性难以控制。

3、综上所述，现有制备方法难以同时对厚度（特别是低于0.2mm）、孔径和孔隙率进行精准控制，亟需一种能够稳定制备超薄多孔金属片材且可对孔径、孔隙率进行调控的制备方法。

技术实现思路

1、针对现有技术难以同时对厚度（特别是低于0.2mm）、孔径和孔隙率进行精准控制的技术问题，本发明提供一种超薄多孔金属的制作方法，通过涂布或流延成型结合精确控制的排胶烧结工艺，实现超薄多孔金属片材的稳定制备，并可根据需要以多层堆叠热压方式增厚。

2、本发明提供一种超薄多孔金属的制作方法，包括以下步骤：

3、（1）原料选配与调整：根据所需孔径和孔隙率，选取并调整金属粉、有机粘结剂、溶剂和造孔剂的粒径及配比；

4、（2）制浆：将步骤（1）选定配比后的金属粉、有机粘结剂、溶剂、造孔剂按比例混合并脱泡，制成均匀浆料；

5、（3）成型：将步骤（2）所得浆料进行成型烘干，烘干后得到金属膜生坯，控制烘干后单层厚度为20~200微米；

6、（4）堆叠热压增厚：根据目标厚度，将步骤（3）所得的单层金属膜生坯进行多层堆叠热压，得到增厚后的金属膜生坯；

7、（5）排胶烧结：将步骤（3）或步骤（4）所得的金属膜生坯置于真空炉或惰性气体保护炉中进行排胶烧结，在200~350℃之间的升温速率不高于3℃/分钟。

8、进一步地，所述金属粉选自铜粉、不锈钢粉、镍铬合金粉、铁铬铝合金粉、钛合金粉中的一种或多种，金属粉粒径为0~250微米。

9、进一步地，所述有机粘结剂选自甲基纤维素、乙基纤维素、pva、pvb、pvp、peg中的一种或多种，质量占比为5%~20%。

10、进一步地，所述溶剂选自乙醇、异丙醇、松油醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、水中的一种或多种。

11、进一步地，所述造孔剂选自pet、pmma、ps、碳粉中的一种或多种，粒径为0~200微米。

12、进一步地，所述成型方式为涂布或流延方式成型。

13、进一步地，根据所述方法制作的所述多孔金属片材的孔径为0~150微米，孔隙率为0~80%。

14、进一步地，根据所述方法制作的所述多孔金属片材，可用于过滤、电子烟发热膜制作、电解水电极材料、质子交换膜材料。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1.超薄成型能力：采用涂布或流延成型工艺，可稳定制备厚度低至20微米的多孔金属片材，突破了传统方法难以制备200微米以下多孔金属片材的技术瓶颈。

17、2.厚度灵活可调：通过单层涂布/流延可制备20~200微米的超薄片材，通过多层堆叠热压可制备厚度大于200微米的片材，覆盖不同应用场景的需求。

18、3.孔径与孔隙率可调：通过成型前对金属粉粒径、造孔剂粒径及添加比例的灵活调整，可实现孔径在0~150微米、孔隙率在0~80%范围内按需精准调控。

19、4.产品均匀性好：制浆、成型和烧结三连工艺保证了片材厚度一致性与表面平整度，浆料中各组分的均匀分散确保了孔径分布均匀，烧结后产品兼具良好的机械强度。

20、5.应用前景广阔：本发明制备的超薄多孔金属片材可用于过滤、电子烟发热膜、电解水电极材料、质子交换膜等领域。用于电子烟发热膜时，其多孔结构与亲油特性可及时导油防止干烧，且有利于烟油充分雾化与口感调整；用于电解水正负极材料时，其较大的比表面积有利于提升电解水效率。

1.一种超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，步骤（1）中所述金属粉选自铜粉、不锈钢粉、镍铬合金粉、铁铬铝合金粉、钛合金粉中的一种或多种，金属粉粒径为0~250微米。

3.根据权利要求1所述的超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机粘结剂选自甲基纤维素、乙基纤维素、pva、pvb、pvp、peg中的一种或多种，质量占比为5%~20%。

4.根据权利要求1所述的超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，步骤（1）中所述溶剂选自乙醇、异丙醇、松油醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、水中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，步骤（1）中所述造孔剂选自pet、pmma、ps、碳粉中的一种或多种，粒径为0~200微米。

6.根据权利要求1所述的超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，步骤（3）中所述成型方式为涂布成型。

7.根据权利要求1所述的超薄多孔金属的制作方法，其特征在于，步骤（3）中所述成型方式为流延成型。

8.根据权利要求1至7中任一项所述方法制作的多孔金属片材，其特征在于，所述多孔金属片材的孔径为0~150微米，孔隙率为0~80%。

9.根据权利要求1至7中任一项所述方法制作的多孔金属片材，其特征在于，可用于过滤、电子烟发热膜制作、电解水电极材料、质子交换膜材料。