CN116689270A - 一种多孔钛板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供了一种多孔钛板及其制备方法，制备方法包括以下步骤：制备粘合剂溶液，向其中添加钛粉、流平剂和消泡剂，搅拌混匀，制得浆料；将浆料均匀涂覆至基体上，烘干，然后对基体进行轧制；将轧制后的基体进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。采用本申请中的方法制得的多孔钛板具有力学强度强度高、孔隙率大的优点，且其制备方法简单，便于操作，极大降低成本可有效解决现有技术中存在的问题。
Description
技术领域
本发明属于多孔钛板技术领域，具体涉及一种多孔钛板及其制备方法。
背景技术
多孔钛板在环保、氢能源等领域均具有较大的应用，主要用于电场作用下气液分离、气体导通扩散及电极制备使用。目前多孔钛板的制备工艺主要有松装烧结、模压、浆料发泡等工艺制备，松装烧结及浆料发泡方式主要面临烧结后产品强度低，特别是大规格产品使用过程易破碎；而模压法成型后烧结的多孔钛板虽然在产品强度上有一定的改善，由于孔隙率与强度呈反比例关系，强度增大后孔隙率急剧下降，影响使用效果，因此，采用上述方法均无法制备出高孔隙率及高强度的多孔钛板，使得其应用受限。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种多孔钛板及其制备方法，采用本申请中的方法制得的多孔钛板具有力学强度高的优点，且其制备方法简单，便于操作，可有效解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多孔钛板的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粘合剂溶液，向其中添加钛粉、流平剂和消泡剂，搅拌混匀，制得浆料；
(2)将浆料均匀涂覆至基体上，烘干，然后对基体进行轧制；
(3)将轧制后的基体进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
进一步地，步骤(1)中粘合剂溶液为PVA水溶液、PVB乙醇溶液或石蜡熔液。
进一步地，步骤(1)中，当粘合剂溶液为PVA水溶液时，PVA的质量占比为0.1-10％，浆料中钛粉质量占比为20-80％；
当粘合剂溶液为PVB乙醇溶液时，PVB的质量占比为0.1-10％，浆料中钛粉质量占比为20-80％。
进一步地，步骤(1)中，当粘合剂溶液为石蜡熔液时，浆料中石蜡的质量占比为20-80％，钛粉的质量占比为20-80％。
进一步地，步骤(1)中，浆料中流平剂的质量占比为0.5-5‰，消泡剂的质量占比为0.5-5‰。
进一步地，流平剂为丙烯酸酯均聚物、丙烯酸酯共聚物、有机硅改性丙烯酸酯聚合物、聚硅氧烷、氢化蓖麻油或缩丁醛；
消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷。
进一步地，步骤(2)中，涂覆完成后，产品面密度为0.5-1.2kg/m2。
进一步地，步骤(1)中钛粉粒径为-100目～-500目。
进一步地，步骤(2)中基体的孔径为40-200目，基体材料为钛编织网、钛冲孔板、钛拉网。
进一步地，步骤(3)中煅烧温度为950-1200℃，煅烧时间为0.5-4h。
一种多孔钛板，采用上述的方法制得。
本发明的有益效果为：
本申请的制备方法中以钛编织网、钛冲孔板和钛拉网为基体材料，用于提高多孔钛板的整体强度，改善其力学性能；在制备过程中，将含有钛粉的浆料通过涂覆的方式附着在基体上，涂覆后进行干燥，去除浆料中的水分，然后进行高温煅烧烧结，烧结过程中浆料中的钛固相扩散，使粉体间形成烧结颈，在形成多孔结构的同时可提高钛板的力学性能，由此可知，本申请中的制备方法具有操作过程简单、快捷等优点，采用该方法制得的多孔钛板具有力学性能优良、尺寸大且尺寸可调的优点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种多孔钛板，其制备方法包括以下步骤：
(1)将PVA溶解于去离子水中，制得粘合剂溶液，其中，PVA的质量占比为2％，然后向粘合剂溶液中添加粒径为-400目的钛粉、丙烯酸酯共聚物和乳化硅油，搅拌混匀，制得浆料，浆料中钛粉质量占比为30％，丙烯酸酯的质量占比为1‰，乳化硅油的质量占比为1‰；
(2)将浆料均匀涂覆至80目的钛编织网上，钛编织网上钛粉重量为0.8kg/m2，于80℃条件下烘干，然后对负载有钛粉的钛编织网进行轧制；
(3)将轧制后的负载有钛粉的钛编织网于1000℃条件下进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
实施例2
一种多孔钛板，其制备方法包括以下步骤：
(1)将PVA溶解于乙醇中，制得粘合剂溶液，其中，PVB的质量占比为9％，然后向粘合剂溶液中添加粒径为-400目的钛粉、聚硅氧烷和聚氧丙烯甘油醚，搅拌混匀，制得浆料，浆料中钛粉质量占比为70％，聚硅氧烷的质量占比为4‰，聚氧丙烯甘油醚的质量占比为4‰；
(2)将浆料均匀涂覆至80目的钛编织网上，钛编织网上钛粉重量为0.9kg/m2，于80℃条件下烘干，然后对负载有钛粉的钛编织网进行轧制；
(3)将轧制后的负载有钛粉的钛编织网于1200℃条件下进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
实施例3
一种多孔钛板，其制备方法包括以下步骤：
(1)将石蜡熔融后制得石蜡熔液，然后向石蜡熔液中添加粒径为-400目的钛粉，搅拌混匀，制得浆料，浆料中钛粉质量占比为60％，石蜡占比为40％；
(2)将浆料均匀涂覆至80目的钛编织网上，钛编织网上钛粉重量为0.85kg/m2，于80℃条件下烘干，然后对负载有钛粉的钛编织网进行轧制；
(3)将轧制后的负载有钛粉的钛编织网于1100℃条件下进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
实施例4
一种多孔钛板，其制备方法包括以下步骤：
(1)将石蜡熔融后制得石蜡熔液，然后向石蜡熔液中添加粒径为-200目的钛粉，搅拌混匀，制得浆料，浆料中钛粉质量占比为60％，石蜡占比为40％；
(2)将浆料均匀涂覆至160目的钛冲孔板上，钛冲孔板上钛粉重量为0.85kg/m2，于80℃条件下烘干，然后对负载有钛粉的钛冲孔板进行轧制；
(3)将轧制后的负载有钛粉的钛冲孔板于1100℃条件下进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
实施例5
一种多孔钛板，其制备方法包括以下步骤：
(1)将PVA溶解于乙醇中，制得粘合剂溶液，其中，PVB的质量占比为9％，然后向粘合剂溶液中添加粒径为-300目的钛粉、聚硅氧烷和聚氧丙烯甘油醚，搅拌混匀，制得浆料，浆料中钛粉质量占比为70％，聚硅氧烷的质量占比为4‰，聚氧丙烯甘油醚的质量占比为4‰；
(2)将浆料均匀涂覆至200目的钛拉网上，钛拉网上钛粉重量为1.1kg/m2，于80℃条件下烘干，然后对负载有钛粉的钛拉网进行轧制；
(3)将轧制后的负载有钛粉的钛拉网于1200℃条件下进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
试验例
对实施例1-3中制得的多孔钛板的孔径、孔隙率和力学性能进行测试，GB/T5249可渗透烧结金属材料-气泡实验孔径的测定；GB/T5164烧结金属材料孔隙率的测定；GB/T7964烧结金属材料(不包括硬质合金)试样拉伸试验；具体测试结果见表1。
表1：性能测试数据
通过上表中的数据可以得知，采用本申请中的方法制得的多孔钛板具有较高的孔隙率和拉伸断裂强度，且其制备方法简单，便于操作，可大幅降低现有的多孔钛板的制备难度。
Claims (10)
1.一种多孔钛板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备粘合剂溶液，向其中添加钛粉、流平剂和消泡剂，搅拌混匀，制得浆料；
(2)将浆料均匀涂覆至基体上，烘干，然后对基体进行轧制；
(3)将轧制后的基体进行高温煅烧，然后整平、裁剪，制得。
2.如权利要求1所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中粘合剂溶液为PVA水溶液、PVB乙醇溶液或石蜡熔液。
3.如权利要求2所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，当粘合剂溶液为PVA水溶液时，PVA的质量占比为0.1-10％，浆料中钛粉质量占比为20-80％；
当粘合剂溶液为PVB乙醇溶液时，PVB的质量占比为0.1-10％，浆料中钛粉质量占比为20-80％。
4.如权利要求2所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，当粘合剂溶液为石蜡熔液时，浆料中石蜡的质量占比为20-80％，钛粉的质量占比为20-80％。
5.如权利要求3所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，浆料中流平剂的质量占比为0.5-5‰，消泡剂的质量占比为0.5-5‰。
6.如权利要求1所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，涂覆完成后，产品面密度为0.5-1.2kg/m2。
7.如权利要求1所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中钛粉粒径为-100目～-500目。
8.如权利要求1所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中基体的孔径为40-200目，所述基体材料为钛编织网、钛冲孔板或钛拉网。
9.如权利要求1所述的多孔钛板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中煅烧温度为950-1200℃，煅烧时间为0.5-4h。
10.一种多孔钛板，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的方法制得。
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