CN114011374A - 一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，属于吸气材料技术领域。且所述非蒸散型钛钼吸气剂通过以下步骤制成：步骤一、吸气粉末的制备；步骤二、将吸气粉末和粘结剂混合得混合料；混合料造粒，再注射成型，得胚样；步骤三、将胚样脱脂、烧结，得一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂。本发明以钛粉、钼粉和辅助金属粉为吸气粉末，以石蜡、改性聚丙烯酸酯和硬脂酸锌为粘结剂，再配合合适的脱脂和烧结工艺，获得了高孔隙率、较低的激活温度的吸气剂。并在改性聚丙烯酸酯中引入氨基，增强了粘结剂的粘结作用，增加了吸气剂的机械强度。结合溶剂脱脂和热脱脂，保证了粘结剂的高效脱除。

Description

一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂
技术领域
本发明属于吸气材料技术领域，具体地，涉及一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂。
背景技术
吸气材料不仅具有较低的吸气平台压、快速的吸气速率和较大的吸气容量，还具有使用时间长、易于操作、经济等优点，被广泛应用于电子真空器件、半导体工业、核反应堆尾气的回收和利用、高能加速器、高纯气体的制备、稀有气体提纯等领域。根据获得清洁表面方式的不同，吸气材料被划分为蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂。蒸散型吸气剂工作时会带来蒸散的金属离子，影响了电子真空器件的正常工作，这使得其应用领域受到制约。而非蒸散型吸气剂不存在这一问题，且其具有体积小、抽速大并在常温下即可与活性气体形成稳定化合物的特点，所以被广泛应用于工业和科研领域，非蒸散吸气剂虽然可以重复利用，但每次重新使用都必须进行热激活。根据基体金属元素的不同，非蒸散型吸气剂可主要分为锆基非蒸散型吸气剂和钛基非蒸散型吸气剂。
目前吸气剂的制备工艺涂覆法、镀膜法、模压成型法和粉末注射成型法。其中涂覆型是将吸气粉末浆料逐层涂覆到带有绝缘层的加热丝上，制备形成的吸气剂的尺寸稳定性差，且孔隙率低，比表面积小，吸气速率低，机械压制型也只能用于外加热型元件，使用领域受到很大限制。镀膜法在金属、玻璃、陶瓷、娃等吸气器件的表面沉积一层吸气材料薄膜。利用这种方法制备的吸气材料，外观体积小、激活温度低，满足电真空器件小型化、微型化的要求，但总的吸气量有限，这种方法操作简单、成本低廉，但薄膜厚度受到限制、结合力弱、吸气材料的用量难以控制、生产规模小等阻碍了其发展。模压成型法是将一定量的合金粉末放入己选好的模具当中，设定模具压力和保压时间，定型后再经过烧结而成的制备方法。此方法在现今吸气材料的生产当中应用较多，产品的吸气性能高、机械强度大，但不能制备形状复杂的产品、生产效率一般，很难达到批量生产要求。粉末注射成型法是将金属粉末先通过机械混料至均匀后，再与粘结剂加热搅拌混炼均匀，之后破碎制粒，再在一定的温度和压力下通过模具进行注射成形，然后脱脂除去粘结剂，最后经烧结获得最终产品。该方法可以保证产品具有良好的均一性，而且能够符合非蒸散型吸气材料向小型化、微型化、精密化的发展趋势，不但解决了制备复杂外形零部件的要求，还体现了近净成形、无需后续加工等优势，生产效率高、制造成本低。
如中国专利CN100488865C公开的纳米吸气剂制备方法，将化学气相沉积生长的碳纳米管的表面涂覆一层Ti、Zr、V、Fe、Al金属以及他们的混合物，制备得到比表面积大、物理储气性能优异的纳米吸气剂。该发明采用的制备方法复杂，产量低，不适合工业化生产。但是选用粉末注射法制备吸气剂时，如何彻底脱除粘结剂一直是该方法中的难题。
因此，本发明提供了一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，该吸气剂用粉末注射成型法制备，且粘结剂易脱除，获得的非蒸散型钛钼吸气剂具有优异的吸气性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，以解决上述提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，通过以下步骤制成：
步骤一、将钛粉、钼粉和辅助金属粉在混料机械中混合7h，得吸气粉末，其中钛粉、钼粉和辅助金属粉的质量比为7-8：1-2：0.6-1.5；
步骤二、将吸气粉末和粘结剂加入真空捏合机中，在140-150℃下，搅拌1-2h，得混合料，其中，吸气粉末和粘结剂的质量比为40-60：40-60；
步骤三、将混合料转移至制粒机中，造粒，得颗粒料；将颗粒料注射成型，得胚样，其中，注射压力为6-7MPa，注射料筒温度为130-140℃；
步骤四、将胚样放入脱脂剂中，在40-50℃下，浸泡脱脂4-6h，然后取出胚样，得溶剂脱脂胚样，其中，胚样和脱脂剂的质量比为2：5；将溶剂脱脂胚样放入真空烧结炉中，以2-4℃/min升温2-3h，在300℃保温20-30min，再以3-6℃/min升温1-2h，在500℃时，保温20-30min，再以7-10℃/min升温至800-1100℃，保温烧结8-16min，得一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂。
进一步地，所述钛粉的颗粒大小为70μm，钼粉颗粒大小为30μm，其中钛粉为本发明吸气剂的基体金属，主要利用钛基非蒸散型吸气剂的激活温度相对于锆基非蒸散型吸气剂的温度要低，而钼粉的加入可以提高钛基非蒸散型吸气剂在烧结时的烧结性能，抑制粉末烧结体的明显收缩，保证高的孔隙率。
进一步地，所述辅助金属粉为Ni、Ce、Pd中的一种或几种任意比组成，其颗粒大小为20-40μm，上述辅助金属粉的加入则可降低吸气剂的激活温度，以及烧结时开口孔隙度，提升吸气剂的吸气速度和吸气量。
进一步地，所述粘结剂由石蜡、改性聚丙烯酸酯、硬脂酸锌按照质量比为40-50：35-50：10-15混合组成。利用多组分粘结剂，通过各组分之间的科学配伍，使得获得的粘结剂具有优异的粘结性、流动性和胚体保型性，其中，利用石蜡的熔点低、粘度低、流动性好、粉末装载量高特性，利用改性聚丙烯酸酯的高熔点、胚体保型性好、粘结性好特点，硬脂酸锌则起到粉末表面润湿作用，促进粘结剂与金属粉末的混合粘结。
进一步地，所述改性聚丙烯酸酯通过以下方法制成：
将丙烯酸、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和含氨基单体搅拌均匀，然后在氮气氛围下，加入偶氮异丁腈，在75℃下搅拌反应1-2h，再加入叔十二烷基硫醇，在60℃下搅拌6h，然后升温至105℃反应3h，停止反应，用四氢呋喃溶解，再加入去离子水沉析，过滤，减压干燥，得改性聚丙烯酸酯，其中，丙烯酸、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和含氨基单体、叔十二烷基硫醇的用量比为0.8-1mol：0.085-0.1mol：0.03-0.05mol：0.05-0.07mol：0.4-0.6g，偶氮异丁腈的加入质量为丙烯酸、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和含氨基单体总质量的1.4-3.5％。
在上述反应中，利用双键单体(丙烯酸、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和含氨基单体)在偶氮异丁腈的作用下，发生了聚合反应，其中，叔十二烷基硫醇起到链转移剂的作用。通过向双键单体中引入含氨基单体，在聚丙烯聚合物分子链中引入了氨基，利用了氨基中的氮易与金属之间形成配位键，增强了聚丙烯酸酯的粘结作用，同时这种配位作用在热脱脂中易失效，不影响脱脂效率。
进一步地，所述含氨基单体通过以下步骤制成：
A1、在氮气保护下，向金属镁中加入四氢呋喃，然后在搅拌状态下，用漏斗滴加4-溴苯乙烯的四氢呋喃溶液，滴加速度为2滴/秒，待反应温和后，加热反应体系，直至金属镁消失，得格式试剂溶液；在氮气保护，零下80℃下，将硼酸正丁酯和四氢呋喃混合均匀后，滴加格式试剂溶液，滴加完全后，缓慢升温至0℃，反应过夜，得混合液，然后搅拌下，将混合液滴加到冷的质量分数10％的硫酸中，分出四氢呋喃层，水层用四氢呋喃萃取多次，合并萃取液和四氢呋喃层，水层冷却结晶，得4-乙烯苯硼酸，其中，镁、4-溴苯乙烯、硼酸正丁酯的摩尔比为1：1：0.4-0.5；
在步骤A1反应中，利用4-溴苯乙烯与金属镁反应获得格式试剂，再利用该格式试剂与硼酸正丁酯反应得4-乙烯苯硼酸丁酯，再利用4-乙烯苯硼酸丁酯在酸性条件的水解获得4-乙烯苯硼酸；
A2、将PdCl2和水/四氢呋喃的混合溶剂(水和四氢呋喃的体积比为1：3)在65℃水浴下搅拌30min，冷却至室温，然后加入邻溴苯乙胺、4-乙烯苯硼酸和K3PO4·3H2O，混合均匀后，密闭反应，加热至80℃，搅拌反应12h，停止反应，冷却至室温，加水，然后用乙醚多次萃取，合并萃取液，再经过柱分离，得含氨基单体，其中，PdCl2、混合溶剂、邻溴苯乙胺、4-乙烯苯硼酸、K3PO4·3H2O的用量比为17-19mg：50-100mL：0.01mol：0.11-0.14mol：0.14-0.18mol。
在步骤A2反应中，利用了邻溴苯乙胺和4-乙烯苯硼酸的偶联反应，获得含氨基单体，使得该含氨基单体中既含有氨基，又含有双键，且该含氨基单体的分子结构式如下所示：
Figure BDA0003336693300000051
进一步地，所述脱脂剂通过以下方法制成：将65-75重量份水、6-13重量份正己烷、2.5-6.5重量份羧甲基纤维素钠、0.7-1.5重量份的脂肪酸聚醚消泡剂和0.3-0.9重量份十二烷基羟丙基磺基甜菜碱在室温下混合均匀所得。利用上述配比脱脂剂，一方面利用乳液脱脂代替溶剂脱脂，减少溶剂的用量，另一方面，通过水、正己烷和羧甲基纤维素钠和十二烷基羟丙基磺基甜菜碱的配合协调作用下加快粘结剂中石蜡、硬脂酸锌的溶解脱除，且通过脂肪酸聚醚消泡剂的加入，可抑制脱脂过程产生的泡沫和气泡的团聚，避免因气泡团聚和炸裂而导致金属颗粒重排产生的缺陷。
本发明的有益效果：
本发明以钛粉、钼粉和辅助金属粉为吸气粉末，改性聚丙烯酸酯和硬脂酸锌为粘结剂，再配合合适的脱脂和烧结工艺，获得了高孔隙率、较低的激活温度的吸气剂；以石蜡、改性聚丙烯酸酯和硬脂酸锌的混合作为粘结剂，通过各组分之间的科学配伍，使得获得的粘结剂具有优异的粘结性、流动性和胚体保型性，其中，利用石蜡的熔点低、粘度低、流动性好、粉末装载量高等特性，利用改性聚丙烯酸酯熔点高、胚体保型性好、粘结性好等特点，硬脂酸锌则起到对粉末表面进行润湿作用，促进粘结剂与金属粉末的混合粘结；针对粘结剂中的低熔点石蜡和高熔点改性聚丙烯酸酯成分，本发明选用了溶剂脱脂和热脱脂两种手段进行脱脂，保证了粘结剂的高效脱除，还起到以下作用：防止低熔点石蜡在热脱脂中快速分解造成胚体坍塌，同时在热脱脂过程中，以较低的升温速率升温，并设置了两个温度平台(300℃保温20-30min和500℃保温20-30min)，以保证改性聚丙烯酸酯均匀分解的脱除，提高吸收剂的成型性；在改性聚丙烯酸酯中引入氨基，利用了氨基中的氮易与金属之间形成配位键，增强了聚丙烯酸酯的粘结作用，增加了吸气剂的机械强度；以水、正己烷、羧甲基纤维素钠、脂肪酸聚醚消泡剂和十二烷基羟丙基磺基甜菜碱为脱脂剂，通过水、正己烷和羧甲基纤维素钠和十二烷基羟丙基磺基甜菜碱的配合协调作用下加快粘结剂中石蜡、硬脂酸锌的溶解脱除，且通过脂肪酸聚醚消泡剂的加入，可抑制脱脂过程产生的泡沫和气泡的团聚，避免吸气剂因气泡团聚和炸裂而导致金属颗粒重排产生的缺陷。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
含氨基单体的制备：
A1、在氮气保护下，向0.3mol金属镁中加入100mL四氢呋喃，然后在搅拌状态下，用漏斗滴加60mL含有0.3mol4-溴苯乙烯的四氢呋喃溶液，滴加速度为2滴/秒，滴加10min后，若仍无明显反应，加热反应体系至30℃，反应开始后，撤去加热，继续滴加4-溴苯乙烯的四氢呋喃溶液，滴加完全后，待反应温和后，加热反应体系，直至金属镁消失，得格式试剂溶液；在氮气保护，零下80℃下，将0.12mol硼酸正丁酯和50mL四氢呋喃混合均匀后，滴加格式试剂溶液，滴加完全后，缓慢升温至0℃，反应过夜，得混合液，然后搅拌下，将混合液滴加到冷的120mL质量分数10％的硫酸中，分出四氢呋喃层，水层用50mL四氢呋喃萃取多次，合并萃取液和四氢呋喃层，水层冷却结晶，得4-乙烯苯硼酸；
A2、将17mgPdCl2和50mL水/四氢呋喃的混合溶剂(水和四氢呋喃的体积比为1：3)在65℃水浴下搅拌30min，冷却至室温，然后加入0.01mol邻溴苯乙胺、0.11mol4-乙烯苯硼酸和0.14molK3PO4·3H2O，混合均匀后，密闭反应，加热至80℃，搅拌反应12h，停止反应，冷却至室温，加50mL水，然后用100mL乙醚多次萃取，合并萃取液，再经过柱分离，得含氨基单体。
实施例2
含氨基单体的制备：
A1、在氮气保护下，向0.3mol金属镁中加入100mL四氢呋喃，然后在搅拌状态下，用漏斗滴加60mL含有0.3mol4-溴苯乙烯的四氢呋喃溶液，滴加速度为2滴/秒，滴加10min后，若仍无明显反应，加热反应体系至35℃，反应开始后，撤去加热，继续滴加4-溴苯乙烯的四氢呋喃溶液，滴加完全后，待反应温和后，加热反应体系，直至金属镁消失，得格式试剂溶液；在氮气保护，零下80℃下，将0.15mol硼酸正丁酯和50mL四氢呋喃混合均匀后，滴加格式试剂溶液，滴加完全后，缓慢升温至0℃，反应过夜，得混合液，然后搅拌下，将混合液滴加到冷的150mL质量分数10％的硫酸中，分出四氢呋喃层，水层用50mL四氢呋喃萃取多次，合并萃取液和四氢呋喃层，水层冷却结晶，得4-乙烯苯硼酸；
A2、将19mg PdCl2和100mL水/四氢呋喃的混合溶剂(水和四氢呋喃的体积比为1：3)在65℃水浴下搅拌30min，冷却至室温，然后加入0.01mol邻溴苯乙胺、0.14mol4-乙烯苯硼酸和0.18mol K3PO4·3H2O，混合均匀后，密闭反应，加热至80℃，搅拌反应12h，停止反应，冷却至室温，加50mL水，然后用100mL乙醚多次萃取，合并萃取液，再经过柱分离，得含氨基单体。
实施例3
改性聚丙烯酸酯的制备：
将0.8mol丙烯酸、0.085mol丙烯酸正丁酯、0.03mol甲基丙烯酸羟乙酯和0.05mol实施例1制备的含氨基单体搅拌均匀，然后在氮气氛围下，加入1.03g偶氮异丁腈，在75℃下搅拌反应1h，再加入0.4g叔十二烷基硫醇，在60℃下搅拌6h，然后升温至105℃反应3h，停止反应，用100mL四氢呋喃溶解，再加入50mL去离子水沉析，过滤，60℃减压干燥，得改性聚丙烯酸酯。
实施例4
改性聚丙烯酸酯的制备：
将1mol丙烯酸、0.1mol丙烯酸正丁酯、0.05mol甲基丙烯酸羟乙酯和0.07mol实施例2制备的含氨基单体搅拌均匀，然后在氮气氛围下，加入3.24g偶氮异丁腈，在75℃下搅拌反应2h，再加入0.6g叔十二烷基硫醇，在60℃下搅拌6h，然后升温至105℃反应3h，停止反应，用100mL四氢呋喃溶解，再加入50mL去离子水沉析，过滤，60℃减压干燥，得改性聚丙烯酸酯。
实施例5
一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，通过以下步骤制成：
步骤一、将7g钛粉、1g钼粉和0.6g辅助金属粉在混料机械中混合7h，得吸气粉末，钛粉的颗粒大小为70μm，钼粉颗粒大小为30μm，辅助金属粉为Ni，其颗粒大小为20μm；
步骤二、将40g吸气粉末和60g粘结剂加入真空捏合机中，在140℃下，搅拌1h，得混合料，所述粘结剂由石蜡、实施例3制备的改性聚丙烯酸酯、硬脂酸锌按照质量比为40：50：10混合组成；
步骤三、将混合料转移至制粒机中，造直径2.8mm，高1.6mm的圆柱粒，得颗粒料；将颗粒料注射成型，得胚样，其中，注射压力为6MPa，注射料筒温度为130℃/132℃/135℃/138℃；
步骤四、按照胚样与脱脂剂的质量比为2：5将胚样放入脱脂剂中，在40℃下，浸泡脱脂4h，然后取出胚样，得溶剂脱脂胚样；将溶剂脱脂胚样放入真空烧结炉中，以2℃/min升温2h，在300℃保温20min，再以3℃/min升温1h，在500℃时，保温20min，再以7℃/min升温至800℃，保温烧结8min，得一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其中，脱脂剂由65g水、6g正己烷、2.5g羧甲基纤维素钠、0.7g脂肪酸聚醚消泡剂和0.3g十二烷基羟丙基磺基甜菜碱在室温下混合均匀所得。
实施例6
一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，通过以下步骤制成：
步骤一、将7.5g钛粉、1.5g钼粉和0.9g辅助金属粉在混料机械中混合7h，得吸气粉末，钛粉的颗粒大小为70μm，钼粉颗粒大小为30μm，辅助金属粉为Ce、Pd按照质量比1：1混合组成，其颗粒大小为30μm；
步骤二、将45g吸气粉末和55g粘结剂加入真空捏合机中，在145℃下，搅拌2h，得混合料，所述粘结剂由石蜡、实施例4制备的改性聚丙烯酸酯、硬脂酸锌按照质量比为45：40：15混合组成；
步骤三、将混合料转移至制粒机中，造直径2.5mm，高1.5mm的圆柱粒，得颗粒料；将颗粒料注射成型，得胚样，其中，注射压力为7MPa，注射料筒温度为132℃/135℃/135℃/138℃；
步骤四、按照胚样与脱脂剂的质量比为2：5将胚样放入脱脂剂中，在50℃下，浸泡脱脂6h，然后取出胚样，得溶剂脱脂胚样；将溶剂脱脂胚样放入真空烧结炉中，以3℃/min升温3h，在300℃保温25min，再以4℃/min升温1.5h，在500℃时，保温25min，再以8℃/min升温至900℃，保温烧结12min，得一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其中，脱脂剂由70g水、11g正己烷、4g羧甲基纤维素钠1g脂肪酸聚醚消泡剂和0.6g十二烷基羟丙基磺基甜菜碱在室温下混合均匀所得。
实施例7
一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，通过以下步骤制成：
步骤一、将8g钛粉、2g钼粉和1.5g辅助金属粉在混料机械中混合7h，得吸气粉末，钛粉的颗粒大小为70μm，钼粉颗粒大小为30μm，辅助金属粉为Ni、Ce、Pd按照质量比为1：1.3：0.8混合组成，其颗粒大小为40μm；
步骤二、将60g吸气粉末和40g粘结剂加入真空捏合机中，在150℃下，搅拌2h，得混合料，所述粘结剂由石蜡、实施例3制备的改性聚丙烯酸酯、硬脂酸锌按照质量比为50：40：10混合组成；
步骤三、将混合料转移至制粒机中，造直径3mm，高1.5mm的圆柱粒，得颗粒料；将颗粒料注射成型，得胚样，其中，注射压力为7MPa，注射料筒温度为132℃/132℃/135℃/138℃；
步骤四、按照胚样与脱脂剂的质量比为2：5将胚样放入脱脂剂中，在50℃下，浸泡脱脂6h，然后取出胚样，得溶剂脱脂胚样；将溶剂脱脂胚样放入真空烧结炉中，以4℃/min升温3h，在300℃保温30min，再以6℃/min升温2h，在500℃时，保温30min，再以10℃/min升温至1100℃，保温烧结16min，得一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其中，脱脂剂由75g水、13g正己烷、6.5g羧甲基纤维素钠、1.5g脂肪酸聚醚消泡剂和0.9g十二烷基羟丙基磺基甜菜碱在室温下混合均匀所得。
对比例1
聚丙烯酸酯的制备：
将0.8mol丙烯酸、0.085mol丙烯酸正丁酯、0.03mol甲基丙烯酸羟乙酯搅拌均匀，然后在氮气氛围下，加入1.03g偶氮异丁腈，在75℃下搅拌反应1h，再加入0.4g叔十二烷基硫醇，在60℃下搅拌6h，然后升温至105℃反应3h，停止反应，用100mL四氢呋喃溶解，再加入50mL去离子水沉析，过滤，60℃减压干燥，得改性聚丙烯酸酯。
对比例2
非蒸散型钛钼吸气剂的制备，与实施例5相比，不同之处为粘结剂中的改性聚丙烯酸酯替换成对比例制备的聚丙烯酸酯，其余相同。
对比例3
非蒸散型钛钼吸气剂的制备，与实施例6相比，删除脱脂剂中的脂肪酸聚醚消泡剂，其余相同。
对比例4
非蒸散型钛钼吸气剂的制备，与实施例7相比，删除溶剂脱脂步骤，其余相同。
对比例5
非蒸散型钛钼吸气剂的制备，与实施例5相比，步骤四中程序升温修改为以7℃/min升温2h，再以9℃/min升温1h，在500℃时，保温10min，再以10℃/min升温至800℃，保温烧结8min，得非蒸散型钛钼吸气剂。
实施例8
将实施例5-7和对比例2-5获得的吸气剂进行以下性能测试：
吸气性能：采用动态流导法测试吸气材料样品的吸气速率和吸气量，测试原理：根据分子性气流通过已知流导的毛细管时，在毛细管两端处(两个气体腔室)出现压强差，通过流导值和压强差，计算吸气材料的吸气速率和吸气量；
孔隙率：Auto-poreIV型压汞仪分析吸气材料的孔隙度；
比表面积：JWBK112型比表面分析仪测试样品的比表面积，测试方法为低温氮吸附法；
机械强度：采用振动设备加速材料的破坏，在此基础上对比不同材料的牢固度，振动设备的频率范围从20-80Hz可调，0-(±2mm)振幅可调，加速度15g，开启振动装置后，样品在振动容器内作杂乱运动，与容器壁、盖、隔板及底部金属网碰撞。采用放大镜观察有无粉粒脱落，从试样的失重大小来判定材料的牢固度(a)，a＝(振动后重量-振动前质量)/振动前质量；
以上测试数据详见表1。
表1
Figure BDA0003336693300000121
Figure BDA0003336693300000131
表2
比表面积(m<sup>2</sup>/g) 机械强度
实施例5 0.451 无粉粒脱落，a＝-0.01％
实施例6 0.463 无粉粒脱落，a＝-0.03％
实施例7 0.481 无粉粒脱落，a＝-0.01％
对比例2 0.402 有粉粒脱落，a＝-4.15％
对比例3 0.397 有粉粒脱落，a＝-1.12％
对比例4 0.357 有粉粒脱落，a＝-2.22％
对比例5 0.423 无粉粒脱落，a＝-0.72％
从表1中的吸气速率数据可以看出，实施例5-7获得的吸气剂因具体的吸气金属成分的不同，存在细微差异，但都优于对比例2-5获得的吸气剂，其中，从表1和表2中对比例4-5的数据可以看出删除溶剂脱脂的步骤以及程序升温中加快升温速度和改变保温平台，对吸收剂的各项性能均有影响，尤其是删除溶剂脱脂的步骤，这是因为石蜡的低熔点的特性，直接用热脱脂，石蜡分解太快，易出现过大的空隙，降低空隙率，从而影响吸气速率和比表面积，同理，在程序升温中加快升温速度，使得改性聚丙烯酸酯分解太快，出现过大的空隙，降低空隙率，影响吸气速率和比表面积；从表2中机械强度数据中可以看出，实施例5-7获得的吸气剂均具有优异的机械强度，实施例5和对比例2的数据对比则说明改性聚丙烯酸酯的使用，明显提高了吸气剂的机械强度，实施例6和对比例3的数据对比则说明脂肪酸聚醚消泡剂，也可以保证吸气剂的机械强度，这是因为脂肪酸聚醚消泡剂的加入，可抑制脱脂过程产生的泡沫和气泡的团聚，避免吸气剂因气泡团聚和炸裂而导致金属颗粒重排产生的缺陷，实施例7和对比例5的数据对比则说明溶剂脱脂的过程对吸气剂机械强度的影响也尤为重要，这是因为石蜡在热脱脂中快速分解造成胚体坍塌，降低吸气剂的机械强度。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：通过以下步骤制成：
步骤一、将钛粉、钼粉和辅助金属粉混合7h，得吸气粉末；
步骤二、将吸气粉末和粘结剂加入真空捏合机中，在140-150℃下，搅拌1-2h，得混合料，粘结剂由石蜡、改性聚丙烯酸酯、硬脂酸锌混合组成；混合料造粒，再注射成型，得胚样；
步骤三、将胚样放入脱脂剂中进行溶剂脱脂，然后放入真空烧结炉中，升温至800-1100℃保温烧结8-16min，得一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂；
所述改性聚丙烯酸酯通过以下方法制成：
将丙烯酸、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和含氨基单体搅拌均匀后，在氮气氛围下，加入偶氮异丁腈，在75℃下搅拌反应1-2h，再加入叔十二烷基硫醇，在60℃下搅拌6h，然后升温至105℃反应3h，经后处理，得改性聚丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：步骤一中钛粉的颗粒大小为70μm，钼粉颗粒大小为30μm，辅助金属粉为Ni、Ce、Pd中的一种或几种任意比混合组成，其颗粒大小为20-40μm。
3.根据权利要求1所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：步骤二中吸气粉末和粘结剂的质量比为40-60：40-60；步骤三中胚样和脱脂剂的质量比为2：5。
4.根据权利要求1所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：步骤三中升温操作为：以2-4℃/min升温2-3h，在300℃保温20-30min，再以3-6℃/min升温1-2h，在500℃时，保温20-30min。
5.根据权利要求1所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：所述粘结剂由石蜡、改性聚丙烯酸酯、硬脂酸锌按照质量比40-50：35-50：10-15混合组成。
6.根据权利要求1所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：所述脱脂剂通过65-75重量份水、6-13重量份正己烷、2.5-6.5重量份羧甲基纤维素钠、0.7-1.5重量份脂肪酸聚醚消泡剂和0.3-0.9重量份十二烷基羟丙基磺基甜菜碱混合制成。
7.根据权利要求1所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：所述含氨基单体通过以下方法制成：
将PdCl2和水/四氢呋喃的混合溶剂在65℃水浴下搅拌30min，冷却至室温，然后加入邻溴苯乙胺、4-乙烯苯硼酸和K3PO4·3H2O，混合均匀后，在密闭、83℃下，搅拌12h，停止反应，经后处理，得含氨基单体。
8.根据权利要求7所述的一种快速吸气的非蒸散型钛钼吸气剂，其特征在于：所述PdCl2、水/四氢呋喃的混合溶剂、邻溴苯乙胺、4-乙烯苯硼酸、K3PO4·3H2O的用量比为17-19mg：50-100mL：0.01mol：0.11-0.14mol：0.14-0.18mol。
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