CN110785249A

CN110785249A - 金属泡沫的制备方法

Info

Publication number: CN110785249A
Application number: CN201880041470.9A
Authority: CN
Inventors: 金昭镇; 柳东雨; 李振圭
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2038-07-06
Also published as: KR20190005792A; WO2019009668A1; US20200147692A1; CN110785249B; KR102183682B1; EP3650145A4; EP3650145B1; JP2020524220A; EP3650145A1; US11358219B2; JP6983459B2

Abstract

本发明涉及用于制备金属泡沫的方法，并且更具体地，涉及用于制备金属泡沫的包括如下步骤的方法：通过包含抗溶剂、分散剂、粘合剂和金属组分的浆料形成金属泡沫前体；以及烧结金属泡沫前体。本发明可以提供用于通过简单且有效的过程制备薄且具有适当的孔隙率和孔径的金属泡沫的方法。

Description

金属泡沫的制备方法

技术领域

本申请要求基于在2017年7月6日提交的韩国专利申请第10-2017-0086011号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本申请涉及用于制备金属泡沫的方法。

背景技术

金属泡沫也被称为多种名称例如泡沫金属，并且是指包含许多孔的金属结构。这些金属泡沫具有多种且有用的特性例如轻质特性、能量吸收特性、绝热特性、耐火特性或环境友好特性等，其可以应用于各种领域，包括结构、运输机械、建筑材料或能量吸收装置等，或者热交换器、催化剂、传感器、致动器、二次电池、燃料电池、气体扩散层(gas diffusionlayer，GDL)或微流体流控制器等。

常规地，用于生产金属泡沫的各种方法是已知的，但是制造同时具有薄的厚度和期望的孔隙率的金属泡沫是困难的问题。特别地，在薄且具有期望孔隙率的同时具有控制在期望水平的孔径的金属泡沫的制备方法是几乎未知的。

发明内容

技术问题

本申请涉及用于制备金属泡沫的方法。本申请的一个目的是能够通过简单且有效的过程制备薄且具有适当的孔隙率和孔径的金属泡沫。

技术方案

在本申请中，术语金属泡沫或金属骨架意指包含金属或金属合金作为主要组分的多孔结构。在此，金属等用作主要组分的事实意指基于金属泡沫或金属骨架的总重量，金属等的比例为55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大、或者95重量％或更大。作为主要组分而包含的金属等的比例的上限没有特别限制。例如，金属的比例可以为100重量％或更小，或者小于约100重量％。

术语多孔特性可以意指孔隙率为至少30％或更大、40％或更大、50％或更大、60％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大的情况。孔隙率的上限没有特别限制，并且可以为例如小于约100％、约99％或更小、或者约98％或更小左右。在此，孔隙率可以以已知的方式通过计算金属泡沫的密度等来计算。

本申请的用于制备金属泡沫的方法可以包括烧结金属泡沫前体的步骤。在本申请中，术语金属泡沫前体意指在为了形成金属泡沫而进行的过程例如烧结之前的结构，即在形成金属泡沫之前的结构。另外，即使当金属泡沫前体被称为多孔金属泡沫前体时，它本身也不一定是多孔的，并且只要其可以最终形成作为多孔金属结构的金属泡沫，则为了方便起见，就可以称为多孔金属泡沫前体。

在本申请中，金属泡沫前体可以使用包含至少金属组分、分散剂、抗溶剂和粘合剂的浆料来形成。

在一个实例中，抗溶剂可以是在与分散剂具有混溶性的同时不溶解粘合剂的溶剂。抗溶剂可以是针对施加至浆料的粘合剂的抗溶剂。术语抗溶剂的含义在本领域中是公知的。即，抗溶剂可以意指其中粘合剂相对于相关溶剂表现出低溶解度使得相关粘合剂可以沉淀的溶剂，并且这样的抗溶剂的含义例如在应用领域等(如所谓的抗溶剂沉积法)中是公知的。术语抗溶剂可以是可以与待混合的浆料中的分散剂具有混溶性而不溶解粘合剂的溶剂。例如，如果粘合剂是聚合物，则术语抗溶剂可以是可以与待混合的分散剂具有混溶性而不使聚合物粘合剂溶胀的溶剂。

金属泡沫前体可以使用包含金属组分、分散剂、粘合剂和抗溶剂的浆料来形成，可以例如通过将浆料涂覆在合适的基材上来形成。另外，如有必要，可以在该过程之后适当地进行干燥过程等。

在形成金属泡沫前体时施加的基材的种类没有特别限制。例如，基材可以是在制备金属泡沫之后最终被移除的具有剥离特性等的用于处理的基材。另外，可以将其上形成有基材的金属泡沫一体化并施用，并且在这样的情况下，作为基材，可以施用金属基材等，其中基材的种类没有限制。

包含在浆料中的金属组分可以形成金属泡沫。因此，可以考虑到金属泡沫所需的物理特性或烧结步骤的工艺条件来选择金属组分的种类。

在此，作为金属组分，可以施用金属粉末。可施用的金属粉末的实例根据目的而确定，其没有特别限制，但是其可以例示为选自以下的任一种粉末：铜粉末、钼粉末、银粉末、铂粉末、金粉末、铝粉末、铬粉末、铟粉末、锡粉末、镁粉末、磷粉末、锌粉末和锰粉末、混合有前述两者或更多者的金属粉末、或者前述两者或更多者的合金的粉末，但不限于此。

如有必要，金属组分可以包括具有在预定范围内的相对磁导率和电导率的金属组分作为任选的组分。这样的金属组分可以有助于在烧结过程中选择感应加热方法。然而，由于烧结不一定必须通过感应加热方法进行，因此具有上述磁导率和电导率的金属组分不是必需组分。

在一个实例中，作为可以任选地添加的金属粉末，可以使用相对磁导率为90或更大的金属粉末。术语相对磁导率(μ_r)是相关材料的磁导率(μ)与真空中磁导率(μ₀)之比(μ/μ₀)。在另一个实例中，相对磁导率可以为95或更大、100或更大、110或更大、120或更大、130或更大、140或更大、150或更大、160或更大、170或更大、180或更大、190或更大、200或更大、210或更大、220或更大、230或更大、240或更大、250或更大、260或更大、270或更大、280或更大、290或更大、300或更大、310或更大、320或更大、330或更大、340或更大、350或更大、360或更大、370或更大、380或更大、390或更大、400或更大、410或更大、420或更大、430或更大、440或更大、450或更大、460或更大、470或更大、480或更大、490或更大、500或更大、510或更大、520或更大、530或更大、540或更大、550或更大、560或更大、570或更大、580或更大、或者590或更大。相对磁导率的上限没有特别限制，因为该值越高，在施加感应加热的情况下越有利。在一个实例中，相对磁导率的上限可以为例如约300,000或更小。

可以任选地添加的金属粉末还可以为导电金属粉末。在本申请中，术语导电金属粉末可以意指在20℃下的电导率为约8MS/m或更大、9MS/m或更大、10MS/m或更大、11MS/m或更大、12MS/m或更大、13MS/m或更大、或者14.5MS/m的金属或其合金的粉末。电导率的上限没有特别限制，例如，可以为约30MS/m或更小、25MS/m或更小、或者20MS/m或更小。

在本申请中，具有所述相对磁导率和电导率的金属粉末也可以简称为导电磁性金属粉末。

这样的导电磁性金属粉末的具体实例可以例示为镍、铁或钴等的粉末，但不限于此。

如果使用，则导电磁性金属粉末在整个金属粉末中的比例没有特别限制。例如，可以调节该比例使得该比例可以在感应加热时产生适当的焦耳热。例如，基于整个金属粉末的重量，金属粉末可以包含30重量％或更多的导电磁性金属粉末。在另一个实例中，导电磁性金属粉末在金属粉末中的比例可以为约35重量％或更大、约40重量％或更大、约45重量％或更大、约50重量％或更大、约55重量％或更大、60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、或者90重量％或更大。导电磁性金属粉末比例的上限没有特别限制，并且可以为例如小于约100重量％、或者为95重量％或更小。然而，以上比例是示例性比例。

金属粉末的尺寸也考虑期望的孔隙率或孔径等来选择，但是没有特别限制，其中金属粉末的平均粒径可以例如在约0.1μm至约200μm的范围内。在另一个实例中，平均粒径可以为约0.5μm或更大、约1μm或更大、约2μm或更大、约3μm或更大、约4μm或更大、约5μm或更大、约6μm或更大、约7μm或更大、或者约8μm或更大。在另一个实例中，平均粒径可以为约150μm或更小、100μm或更小、90μm或更小、80μm或更小、70μm或更小、60μm或更小、50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、或者20μm或更小。作为金属颗粒中的金属，还可以施用具有不同平均粒径的金属。平均粒径可以考虑到期望的金属泡沫的形状(例如，金属泡沫的厚度或孔隙率等)从适当的范围中选择。

在此，金属粉末的平均粒径可以通过已知的粒度分析方法获得，例如，平均粒径可以是所谓的D50粒径。

如上所述的浆料中的金属组分(金属粉末)的比例没有特别限制，其可以考虑期望的粘度和过程效率来选择。在一个实施中，基于重量，浆料中金属组分的比例可以为0.5％至95％左右，但不限于此。在另一个实例中，该比例可以为约1％或更大、约1.5％或更大、约2％或更大、约2.5％或更大、约3％或更大、约5％或更大、10％或更大、15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、50％或更大、55％或更大、60％或更大、65％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大，或者可以为约90％或更小、约85％或更小、约80％或更小、约75％或更小、约70％或更小、约65％或更小、60％或更小、55％或更小、50％或更小、45％或更小、40％或更小、35％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小、15％或更小、10％或更小、或者5％或更小，但不限于此。

作为包含在浆料中的分散剂，例如，可以施用醇。作为醇，可以使用具有1至20个碳原子的一元醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、戊醇、辛醇、戊醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、甘油、texanol或萜品醇；或者具有1至20个碳原子的二元醇(二醇)，例如乙二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇或辛二醇；或者多元醇等，但是种类不限于以上所述。

合适的分散剂可以例示为具有9至20个碳原子的醇，例如texanol；在具有9至20个碳原子的同时具有双键和/或环状结构的醇，例如萜品醇；或者具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、或1至4个碳原子的二醇，例如乙二醇或丙二醇等，但不限于此。

相对于100重量份的粘合剂，分散剂可以以例如约30重量份至2000重量份的比例包含在内。在另一个实例中，该比例可以为约50重量份或更大、约100重量份或更大、约150重量份或更大、约200重量份或更大、约300重量份或更大、约400重量份或更大、约500重量份或更大、约550重量份或更大、约600重量份或更大、或者约650重量份或更大，并且可以为约1800重量份或更小、约1600重量份或更小，约1400重量份或更小、约1200重量份或更小、约1000重量份或更小、或者约900重量份或更小。

浆料可以包含粘合剂。粘合剂可以改善包含在浆料中的金属颗粒的可分散性，使得将浆料施加在基材上的过程可以容易地进行，并且可以在烧结金属泡沫前体的步骤中用于支撑金属泡沫前体。这样的粘合剂的种类没有特别限制，并且其可以根据在制备浆料时所施用的金属颗粒的种类或分散剂的种类等来适当地选择。例如，粘合剂可以例示为具有拥有1至8个碳原子的烷基的烷基纤维素，例如甲基纤维素或乙基纤维素；具有拥有1至8个碳原子的亚烷基单元的聚碳酸亚烃酯，例如聚碳酸亚乙酯或聚碳酸亚丙酯；聚乙烯醇；或聚乙酸乙烯酯等，但不限于此。

浆料中的粘合剂的含量没有特别限制，其可以根据金属泡沫所需的孔隙率来选择。在一个实例中，相对于100重量份的金属组分，粘合剂可以以约1重量份至500重量份的比例包含在内。在另一个实例中，该比例可以为约2重量份或更大、约3重量份或更大、约4重量份或更大、约5重量份或更大、约6重量份或更大、约7重量份或更大、约8重量份或更大、约9重量份或更大、约10重量份或更大、约20重量份或更大、约30重量份或更大、约40重量份或更大、约50重量份或更大、约60重量份或更大、约70重量份或更大、约80重量份或更大、约90重量份或更大、约100重量份或更大、约110重量份或更大、约120重量份或更大、约130重量份或更大、约140重量份或更大、约150重量份或更大、约200重量份或更大、或者约250重量份或更大，并且可以为约450重量份或更小、约400重量份或更小、约350重量份或更小、约300重量份或更小、约250重量份或更小、约200重量份或更小、约150重量份或更小、约100重量份或更小、约90重量份或更小、约80重量份或更小、约70重量份或更小、约60重量份或更小、约50重量份或更小、约40重量份或更小、约30重量份或更小、约20重量份或更小、或者约15重量份或更小。

浆料可以包含抗溶剂。抗溶剂与分散剂具有混溶性，但是不溶解粘合剂，从而用于增加通过干燥和烧结浆料而形成的金属泡沫的孔的尺寸。所形成的金属泡沫的孔径可以通过控制分散剂和抗溶剂的种类和含量来控制。抗溶剂的种类没有特别限制，只要其在与分散剂可混溶的同时不溶解粘合剂即可。此外，当粘合剂为聚合物粘合剂时，抗溶剂的种类没有特别限制，只要其在与分散剂可混溶的同时不使聚合物粘合剂溶胀即可。例如，作为抗溶剂，可以使用一元醇，例如异丙醇；多元醇，例如乙二醇、二甘醇或甘油；链烷醇胺，例如三甲醇胺或三乙醇胺；烷基醚，例如乙醚、异丙醚或正丁醚；芳基醚，例如苯基醚或苄基醚；酯，例如乙酸仲戊酯；酮，例如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮；烷基苯，例如异丙基苯或二乙基苯；芳基苯，例如二苯基苯；和卤代苯，例如三氯苯等，但种类不限于此。合适的抗溶剂例示为具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、或1至4个碳原子的一价脂族醇，例如异丙醇，但不限于此。

浆料中抗溶剂的含量没有特别限制，可以根据所期望的孔径来选择。抗溶剂可以以相对于100重量份的粘合剂例如约0.5重量份至2000重量份的比例包含在内。在另一个实例中，该比例可以为约1重量份或更大、约1.5重量份或更大、约2重量份或更大、约3重量份或更大、约4重量份或更大、约5重量份或更大、约6重量份或更大、约7重量份或更大、约8重量份或更大、约9重量份或更大、约10重量份或更大、约15重量份或更大、约20重量份或更大、约25重量份或更大、约30重量份或更大、约35重量份或更大、约40重量份或更大、约45重量份或更大、约50重量份或更大、约55重量份或更大、约60重量份或更大、约65重量份或更大、约70重量份或更大、约75重量份或更大、约80重量份或更大、约85重量份或更大、约90重量份或更大、约95重量份或更大、约100重量份或更大、约110重量份或更大、约120重量份或更大、约130重量份或更大、约140重量份或更大、约150重量份或更大、约160重量份或更大、约170重量份或更大、约180重量份或更大、约190重量份或更大、约200重量份或更大、约300重量份或更大、约400重量份或更大、约500重量份或更大、约550重量份或更大、约600重量份或更大、或者约650重量份或更大，并且可以为约1800重量份或更小、约1600重量份或更小、约1400重量份或更小、约1200重量份或更小、约1000重量份或更小、约900重量份或更小、约850重量份或更小、约800重量份或更小、约750重量份或更小、约700重量份或更小、约650重量份或更小、约600重量份或更小、约550重量份或更小、约500重量份或更小、约450重量份或更小、约400重量份或更小、约350重量份或更小、或者约300重量份或更小。

在浆料中，例如，分散剂和抗溶剂的重量之和可以为相对于100重量份的金属组分10重量份至1000重量份。在另一个实例中，该比例可以为约20重量份或更大、30重量份或更大、40重量份或更大、约50重量份或更大、约60重量份或更大、约70重量份或更大、约80重量份或更大、或者约85重量份，并且可以为约800重量份或更小、约700重量份或更小、600重量份或更小、约500重量份或更小、400重量份或更小、约300重量份或更小、约200重量份或更小、约150重量份或更小、约100重量份或更小、或者约95重量份或更小。

在浆料中，例如，分散剂的重量(A)与抗溶剂的重量(B)之比(A/B)可以在约0.5至20左右的范围内。在另一个实例中，该比可以为约1或更大、1.5或更大、或者2或更大，或者可以为约18或更小、约16或更小、约14或更小、约12或更小、或者约10或更小左右。

如有必要，浆料可以进一步包含或者可以不进一步包含溶剂。在一个实例中，为了实现期望水平的孔隙率和孔径控制的自由度，浆料可以不包含溶剂。此时，不包含的溶剂的范围不包括分散剂和抗溶剂。即，在一个实例中，浆料可以不包含除了分散剂和抗溶剂之外的溶剂。作为溶剂，可以考虑浆料中的组分(例如金属颗粒或粘合剂等)的溶解性使用合适的溶剂。例如，作为溶剂，可以使用介电常数在约10至120的范围内的溶剂。在另一个实例中，该介电常数可以为约20或更大、约30或更大、约40或更大、约50或更大、约60或更大、或者约70或更大，或者可以为约110或更小、约100或更小、或者约90或更小。这样的溶剂可以例示为水、具有1至8个碳原子的醇(例如乙醇、丁醇或甲醇)、DMSO(二甲基亚砜)、DMF(二甲基甲酰胺)或NMP(N-甲基吡咯烷酮)等，但不限于此。

当施用溶剂时，其可以以相对于100重量份的粘合剂约50重量份至400重量份的比例存在于浆料中，但不限于此。

除了上述组分之外，浆料还可以包含另外需要的已知添加剂。

进行使用如上所述的浆料形成金属泡沫前体的步骤的方法没有特别限制，并且其过程可以包括已知步骤，例如干燥所施加的浆料的步骤。在金属泡沫的生产领域中，已知使用浆料形成金属泡沫前体的各种方法，并且在本申请中，可以应用所有这些方法。在一个实例中，形成金属泡沫前体的干燥步骤可以是在20℃至250℃、50℃至180℃、或70℃至150℃的温度下对施加在基材上的浆料进行热处理的步骤。通过干燥步骤，可以形成包括形成在基材上的多孔结构的金属泡沫前体。

在一个实例中，金属泡沫前体还可以以膜或片形状形成。

金属泡沫前体的厚度可以为500μm或更小、400μm或更小、300μm或更小、200μm或更小、150μm或更小、约100μm或更小、约90μm或更小、约80μm或更小、约70μm或更小、约60μm或更小、或者约55μm或更小。在此，多孔结构的厚度的下限没有特别限制。例如，多孔结构的厚度可以为约5μm或更大、10μm或更大、或者约15μm或更大。

可以通过烧结以这种方式形成的金属泡沫前体的步骤来产生金属泡沫。在这种情况下，进行用以形成金属泡沫的烧结的方法没有特别限制，可以应用已知的烧结方法。即，可以通过以适当的方式向金属泡沫前体施加适量的热的方法来进行烧结步骤，例如，可以通过在500℃至2000℃、700℃至1500℃、或800℃至1200℃下向其施加外部热源的方法来进行烧结步骤。

在本申请中，烧结可以通过作为与现有的已知方法不同的方法的感应加热方法进行。感应加热方法意指利用通过对金属泡沫前体施加电磁场而产生的热来进行烧结。通过这种方法，可以产生在包含均匀形成的孔的同时具有优异的机械特性和控制在期望水平的孔隙率的金属泡沫。

在此，感应加热是当施加电磁场时在特定金属中产生热的现象。例如，当向具有适当的电导率和磁导率的金属施加电磁场时，在金属中产生涡电流并且由于金属的电阻而发生焦耳热。在本申请中，烧结过程可以通过这样的现象来进行。在本申请中，通过应用这样的方法可以在短时间内进行金属泡沫的烧结，从而确保可加工性并且同时制备在呈具有高孔隙率的薄膜的形式的同时具有优异的机械强度的金属泡沫。

为了通过感应加热方法进行烧结，包含在浆料中的金属组分可以包括具有适当的相对磁导率和电导率的导电金属或导电磁性金属。

当通过感应加热来进行烧结步骤时，用于施加电磁场的条件根据金属泡沫前体中的导电磁性金属的种类和比例来确定，其没有特别限制。例如，感应加热可以使用以线圈等的形式形成的感应加热器来进行。感应加热可以通过施加例如约100A至1000A左右的电流来进行。在另一个实例中，所施加的电流的大小可以为900A或更小、800A或更小、700A或更小、600A或更小、500A或更小、或者400A或更小。在另一个实例中，电流的大小可以为约150A或更大、约200A或更大、或者约250A或更大。

感应加热可以例如在约100kHz至1000kHz的频率下进行。在另一个实例中，该频率可以为900kHz或更小、800kHz或更小、700kHz或更小、600kHz或更小、500kHz或更小、或者450kHz或更小。在另一个实例中，该频率可以为约150kHz或更大、约200kHz或更大、或者约250kHz或更大。

用于感应加热的电磁场的施加可以在例如约1分钟至10小时的范围内进行。在另一个实例中，施加时间可以为约10分钟或更长、约20分钟或更长、或者约30分钟或更长。在另一个实例中，施加时间可以为约9小时或更短、约8小时或更短、约7小时或更短、约6小时或更短、约5小时或更短、约4小时或更短、约3小时或更短、约2小时或更短、约1小时或更短、或者约30分钟或更短。

上述感应加热条件例如施加的电流、频率和施加时间等可以考虑如上所述的导电磁性金属颗粒的种类和比例而改变。

烧结步骤可以仅通过上述感应加热进行，或者还可以通过施加适当的热连同感应加热(即施加电磁场)来进行。例如，烧结步骤还可以通过单独向金属泡沫前体施加外部热源来进行或者向金属泡沫前体施加外部热源连同施加电磁场来进行。

本发明的用于制备金属泡沫的方法可以提供具有各种孔径的金属泡沫。通过控制包含在浆料中的抗溶剂的含量，可以容易地控制通过烧结步骤形成的金属泡沫的孔径。在一个实例中，通过本发明的用于制备金属泡沫的方法产生的金属泡沫的孔径可以在0.1μm至200μm的范围内。在另一个实例中，该孔径可以为约0.5μm或更大、约1μm或更大、约2μm或更大、约3μm或更大、约4μm或更大、约5μm或更大、约6μm或更大、约7μm或更大、或者约8μm或更大。在另一个实例中，该孔径可以为约150μm或更小、100μm或更小、90μm或更小、80μm或更小、70μm或更小、60μm或更小、50μm或更小、40μm或更小、30μm或更小、或者20μm或更小。

所形成的金属泡沫的孔隙率可以在约30％至99％、或30％至90％的范围内。如上所述，根据本发明的方法，金属泡沫可以包含均匀形成的孔，并且可以控制金属泡沫的孔径、孔隙率和机械强度。孔隙率可以为50％或更大、60％或更大、70％或更大、75％或更大、或者80％或更大，或者可以为95％或更小、90％或更小、约85％或更小、或者约80％或更小。

本申请的用于制备金属泡沫的方法可以在基材上形成薄的金属泡沫。金属泡沫可以以膜或片的形式形成。在一个实例中，金属泡沫的厚度没有特别限制，但是可以为500μm或更小、400μm或更小、300μm或更小、200μm或更小、150μm或更小、约100μm或更小、约90μm或更小、约80μm或更小、约70μm或更小、约60μm或更小、或者约55μm或更小。在此，金属泡沫的厚度的下限没有特别限制。例如，金属泡沫的厚度可以为约5μm或更大、10μm或更大、或者约15μm或更大。

有益效果

本申请涉及用于制备金属泡沫的方法。本申请可以提供能够通过简单且有效的过程制备薄且具有适当的孔隙率和孔径的金属泡沫的方法。

附图说明

图1是实施例1中制备的金属泡沫的扫描电子显微图。

图2是比较例1中制备的金属泡沫的扫描电子显微图。

图3是示出实施例和比较例中制备的金属泡沫的孔径分布的图。

具体实施方式

在下文中，将通过实施例和比较例来描述本申请，但是本申请的范围不限于以下实施例。

实施例1.

将平均粒径(D50)在约10μm至20μm的范围内的铜粉末、粘合剂(聚乙酸乙烯酯)、分散剂(α-萜品醇)和抗溶剂(异丙醇)以约5:0.5:4.05:0.45(铜粉末:粘合剂:分散剂:抗溶剂)的重量比组合以制备浆料。将浆料以膜形式涂覆并在约100℃下干燥约2小时以形成金属泡沫前体。此时，涂覆的金属泡沫前体的厚度为约200μm左右。在电炉中施加外部热源使得前体在氢气/氩气气氛中在约900℃的温度下保持2小时，并且进行烧结，以制备铜泡沫。所制备的片形式的铜泡沫的孔隙率为约76％左右的水平。图1是实施例1中形成的金属泡沫的照片。

实施例2.

将平均粒径(D50)在约10μm至20μm的范围内的铜粉末、粘合剂(聚乙酸乙烯酯)、分散剂(α-萜品醇)和抗溶剂(异丙醇)以约5:0.5:3.15:1.35(铜粉末:粘合剂:分散剂:抗溶剂)的重量比组合以制备浆料。将浆料以膜形式涂覆并在约100℃下干燥约2小时以形成金属泡沫前体。此时，涂覆的金属泡沫前体的厚度为约200μm左右。在电炉中施加外部热源使得前体在氢气/氩气气氛中在约900℃的温度下保持2小时，并且进行烧结，以制备铜泡沫。所制备的片形式的铜泡沫的孔隙率为约78％左右的水平。

比较例1.

将平均粒径(D50)在约10μm至20μm的范围内的铜粉末、粘合剂(聚乙酸乙烯酯)和分散剂(α-萜品醇)以约5:0.5:4.5(铜粉末:粘合剂:分散剂)的重量比组合以制备浆料。将浆料以膜形式涂覆并在约100℃下干燥约2小时以形成金属泡沫前体。此时，涂覆的金属泡沫前体的厚度为约200μm左右。在电炉中施加外部热源使得前体在氢气/氩气气氛中在约900℃的温度下保持2小时，并且进行烧结，以制备铜泡沫。所制备的片形式的铜泡沫的孔隙率为约74％左右的水平。图2是所制备的金属泡沫的照片。

从图1和图2的比较可以确定，通过施用抗溶剂，金属泡沫的孔径即使在相似水平的孔隙率下也有所增加。图3是实施例1和2以及比较例1的金属泡沫的孔径分布，其中可以确定，通过使用抗溶剂并且还调节其量，即使在相似水平的孔隙率下也可以控制金属泡沫的孔径。

Claims

1.一种用于制备金属泡沫的方法，包括以下步骤：用包含金属组分、分散剂、粘合剂和抗溶剂的浆料形成金属泡沫前体；以及烧结所述金属泡沫前体。

2.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中在所述浆料中所述金属组分的比例为45重量％或更大。

3.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述粘合剂为烷基纤维素、聚碳酸亚烃酯、聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯。

4.根据权利要求2所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述浆料包含相对于100重量份的所述金属组分在1重量份至500重量份的范围内的所述粘合剂。

5.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述分散剂为醇。

6.根据权利要求2所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述浆料包含相对于100重量份的所述粘合剂在30重量份至2000重量份的范围内的所述分散剂。

7.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述抗溶剂为选自以下的一者或更多者：一元醇、多元醇、链烷醇胺、烷基醚、芳基醚、酯、酮、烷基苯、芳基苯和卤代苯。

8.根据权利要求2所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述浆料包含相对于100重量份的所述粘合剂在0.5重量份至2000重量份的范围内的所述抗溶剂。

9.根据权利要求2所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述浆料中的所述分散剂和所述抗溶剂的总重量相对于100重量份的所述金属组分在10重量份至1000重量份的范围内。

10.根据权利要求2所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述分散剂与所述抗溶剂的重量比(分散剂/抗溶剂)在0.5至20的范围内。

11.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所制备的金属泡沫的孔径在0.1μm至200μm的范围内。

12.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所制备的金属泡沫的孔隙率在30％至90％的范围内。

13.根据权利要求1所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述金属泡沫呈膜或片的形式。

14.根据权利要求13所述的用于制备金属泡沫的方法，其中所述膜或所述片的厚度为500μm或更小。