JP2019510883A - 金属フォームの製造方法 - Google Patents

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Abstract

本出願は、金属フォームの製造方法を提供する。本出願では、均一に形成された気孔を含み、目的する気孔度を有し、機械的特性に優れた金属フォームを形成できる金属フォームの製造方法と、前記のような特性を有する金属フォームを提供できる。また、本出願では、薄い厚さのフィルムまたはシート形状でありながらも、前記言及した物性が確保される金属フォームを速い工程時間内に形成できる方法およびそのような金属フォームを提供できる。

Description

本出願は、2016年4月1日付で出願された韓国特許出願第10−2016−0040361号および2017年3月30日付で出願された韓国特許出願第10−2017−0040971号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
本出願は、金属フォームの製造方法に関する。
金属フォーム(metal foam)は、軽量性、エネルギー吸収性、断熱性、耐火性または親環境などの多様で且つ有用な特性を具備することによって、軽量構造物、輸送機械、建築資材またはエネルギー吸収装置などを含む多様な分野に適用され得る。また、金属フォームは、高い比表面積を有するとともに、液体、気体などの流体または電子の流れをさらに向上させることができるので、熱交換装置用基板、触媒、センサー、アクチュエータ、2次電池、燃料電池、ガス拡散層(GDL:gas diffusion layer)または微少流量コントローラ(microfluidic flow controller)等に適用され、便利に使用され得る。
本出願は、均一に形成された気孔を含み、目的とする気孔度を有しながらも、機械的強度に優れた金属フォームを製造できる方法を提供することを目的とする。
本明細書で用語「金属フォームまたは金属骨格」は、金属を主成分として含む多孔性構造体を意味する。前記で金属を主成分と含むというのは、金属フォームまたは金属骨格の全体重量を基準として金属の比率が55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上または95重量%以上である場合を意味する。前記主成分として含まれる金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、100重量%、99重量%または98重量%程度であり得る。
本明細書で用語「多孔性」は、気孔度(porosity)が少なくとも30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、75%以上または80%以上である場合を意味する。前記気孔度の上限は、特に制限されず、例えば、約100%未満、約99%以下または約98%以下程度であり得る。前記気孔度は、金属フォームなどの密度を計算して公知の方式で算出し得る。
本出願の金属フォームの製造方法は、金属成分を含むグリーン構造体を焼結する段階を備えることができる。本出願で用語「グリーン構造体」は、前記焼結などのように金属フォームを形成するために行われる工程を経る前の構造体、すなわち金属フォームが生成される前の構造体を意味する。また、前記グリーン構造体は、多孔性グリーン構造体と呼称されても、必ずそれ自体で多孔性である必要はなく、最終的に多孔性の金属構造体である金属フォームを形成できるものであれば、便宜上、多孔性グリーン構造体と呼称され得る。
本出願で前記グリーン構造体は、金属成分と塩を含むことができ、前記金属成分と塩を含む混合物を成形し、前記グリーン構造体を形成できる。
一例示では、前記金属成分は、所定の相対透磁率と伝導度を有する金属を少なくとも含むことができる。このような金属の適用は、本出願の一例示によって、前記焼結として、後述する誘導加熱方式が適用される場合、当該方式による焼結が円滑に行われるようにすることができる。
例えば、前記金属としては、相対透磁率が90以上である金属が使用され得る。相対透磁率μrは、当該物質の透磁率μと真空中の透磁率μの比率μ/μである。前記金属は、相対透磁率が95以上、100以上、110以上、120以上、130以上、140以上、150以上、160以上、170以上、180以上、190以上、200以上、210以上、220以上、230以上、240以上、250以上、260以上、270以上、280以上、290以上、300以上、310以上、320以上、330以上、340以上、350以上、360以上、370以上、380以上、390以上、400以上、410以上、420以上、430以上、440以上、450以上、460以上、470以上、480以上、490以上、500以上、510以上、520以上、530以上、540以上、550以上、560以上、570以上、580以上または590以上であり得る。相対透磁率が高いほど、後述する誘導加熱のための電磁場の印加時に、さらに高い熱を発生するので、その上限は、特に制限されない。一例示では、前記相対透磁率の上限は、例えば、約300,000以下であり得る。
前記金属は、伝導性金属であり得る。用語伝導性金属は、20℃での伝導度が約8MS/m以上、9MS/m以上、10MS/m以上、11MS/m以上、12MS/m以上、13MS/m以上または14.5MS/m以上である金属またはそのような合金を意味する。前記伝導度の上限は、特に制限されず、例えば、前記伝導度は、約30MS/m以下、25MS/m以下または20MS/m以下であり得る。
本出願で前記のような相対透磁率と伝導度を有する金属は、単に伝導性磁性金属とも呼称され得る。
前記伝導性磁性金属を適用することによって、後述する誘導加熱工程が進行される場合に、焼結をより効果的に進行できる。このような金属としては、ニッケル、鉄またはコバルトなどが例示されるが、これに制限されるものではない。
金属成分は、必要な場合に、前記伝導性磁性金属とともに、前記金属とは異なる第2金属を含むことができる。このような場合には、金属フォームが金属合金で形成され得る。前記第2金属としては、前記言及した伝導性磁性金属と同じ範囲の相対透磁率および/または伝導度を有する金属を使用してもよく、このような範囲以外の相対透磁率および/または伝導度を有する金属を使用してもよい。また、第2金属は、1種が含まれることもでき、2種以上が含まれることもできる。このような第2金属の種類は、適用される伝導性磁性金属と異なる種類である限り、特に制限されず、例えば、銅、リン、モリブデン、亜鉛、マンガン、クロム、インジウム、スズ、銀、白金、金、アルミニウムまたはマグネシウムなどのうち伝導性磁性金属と異なる金属1種以上が適用され得るが、これに制限されるものではない。
金属成分またはグリーン構造体内で前記伝導性磁性金属の比率は、特に制限されない。例えば、前記比率は、後述する誘導加熱工法の適用時に適切なジュール熱を発生させることができるように比率が調節され得る。例えば、前記金属成分またはグリーン構造体は、前記伝導性磁性金属を、全体金属成分の重量を基準として30重量%以上含むことができる。他の例示で、前記金属成分またはグリーン構造体内の前記伝導性磁性金属の比率は、約35重量%以上、約40重量%以上、約45重量%以上、約50重量%以上、約55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上または90重量%以上であり得る。前記伝導性磁性金属比率の上限は、特に制限されず、例えば、前記金属成分またはグリーン構造体内で前記伝導性磁性金属の比率は、約100重量%未満または95重量%以下であり得る。しかし、前記比率は、例示的な比率である。例えば、電磁場の印加による誘導加熱によって発生する熱は、加える電磁場の強さ、金属の電気伝導度と抵抗などによって調節が可能なので、前記比率は、具体的な条件によって変更され得る。
グリーン構造体を形成する金属成分は、粉末(powder)形状であり得る。例えば、前記金属成分内の金属は、平均粒径が約0.1μm〜約200μmの範囲内にあり得る。前記平均粒径は、他の例示で、約0.5μm以上、約1μm以上、約2μm以上、約3μm以上、約4μm以上、約5μm以上、約6μm以上、約7μm以上または約8μm以上であり得る。前記平均粒径は、他の例示で、約150μm以下、100μm以下、90μm以下、80μm以下、70μm以下、60μm以下、50μm以下、40μm以下、30μm以下または20μm以下であり得る。金属成分内の金属としては、互いに平均粒径が異なるものを適用することもできる。前記平均粒径は、目的する金属フォームの形状、例えば、金属フォームの厚さや気孔度などを考慮して適切な範囲を選択できる。
前記グリーン構造体は、前記金属成分とともに、塩(salt)を含むことができる。グリーン構造体に含まれる塩は、金属フォームの気孔を形成する役目をする。塩は、高温でも安定するので、焼結過程で金属成分が融合される間にも、分解されずに残っていることがあり、このような塩が後続工程で除去されると、塩が存在する位置に気孔が形成され得る。
本出願で適用され得る塩の種類は、特に制限されず、例えば、高温で安定し、且つ、水などの塩の除去のために使用される溶媒によく溶解され得るものを使用できる。使用できる塩としては、NaCl、KCl、KCO、KOH、NaOH、CsCl、CaCl、MgBr、MgCl、NaSiO、NaCO、NaHCO、NHBrまたはNHClなどがあるが、これに制限されるものではない。
前記塩のサイズ、形状および比率は、特に制限されず、目的する金属フォームの構造によって選択され得る。すなわち、本出願で適用される塩のサイズや形状によって金属フォーム内の気孔の形状とサイズが定められることができ、その比率などは、全体的な気孔度に影響を与えられるため、これを勘案して適切なサイズよび形状の塩を適正比率で適用できる。
例えば、前記塩の平均粒径は、約30μm以上または約40μm以上であり得る。塩の平均粒径は、例えば、約250μm以下、約200μm以下、190μm以下、180μm以下、170μm以下、160μm以下、150μm以下、140μm以下、130μm以下、120μm以下、110μm以下または100μm以下程度であり得る。
塩の形状は、例えば、球形、楕円体、多角形および無定形など多様に選択され得る。
グリーン構造体内において、塩は、例えば、前記金属成分100重量部に対して約10〜1,000重量部の比率で含まれることができる。このような比率は、他の例示で、約15重量部以上、約20重量部以上、約30重量部以上、約40重量部以上、約50重量部以上、約60重量部以上、約70重量部以上、約80重量部以上、約90重量部以上または約95重量部以上であり得、約900重量部以下、約800重量部以下、約700重量部以下、約600重量部以下、約500重量部以下、約400重量部以下、約300重量部以下、約200重量部以下、約190重量部以下、約180重量部以下、約170重量部以下、約160重量部以下、約150重量部以下、約140重量部以下、約130重量部以下、約120重量部以下または約110重量部以下であり得る。
グリーン構造体は、前記言及した成分の他に、さらに、必要な公知の添加剤を含むこともできる。このような添加剤の例としては、溶媒やバインダーなどが例示され得るが、これに制限されるものではない。
前記グリーン構造体を形成する方式は、特に制限されない。金属フォームの製造分野では、グリーン構造体を形成するための多様な方式が公知されており、本出願では、このような方式がすべて適用され得る。例えば、前記グリーン構造体は、適正なテンプレート(template)に前記金属成分と塩の混合物を維持したり、あるいは前記混合物を適正な方式でコーティングしたりして形成できる。
このようなグリーン構造体の形状は、目的する金属フォームによって定められるもので、特に制限されない。一例示では、前記グリーン構造体は、フィルムまたはシート形状であり得る。例えば、前記構造体がフィルムまたはシート形状であるとき、その厚さは、5,000μm以下、3,500μm以下、2,000μm以下、1000μm以下、800μm以下、700μm以下、500μm以下であり得る。金属フォームは、多孔性である構造的特徴上、一般的に脆性を有し、したがって、フィルムまたはシート形状、特に薄い厚さのフィルムまたはシート形状への製作が難しくて、製作するとしても、破れやすいという問題がある。しかし、本出願の方式によっては、薄いながらも、内部に均一に気孔が形成され、機械的特性に優れた金属フォームの形成が可能である。
前記で構造体の厚さの下限は、特に制限されない。例えば、前記フィルムまたはシート形状の構造体の厚さは、約10μm以上、50μm以上または約100μm以上であり得る。
前記のような方式で形成されたグリーン構造体を焼結し、金属フォームを製造できる。このような場合に、前記金属フォームを製造するための焼結を行う方式は、特に制限されず、公知の焼結法を適用できる。すなわち、適切な方式で前記グリーン構造体に適正な量の熱を印加する方式で前記焼結を進行できる。
前記従来の公知方式とは異なる方式として、本出願では、前記焼結を誘導加熱方式で行うことができる。すなわち、前述したように、金属成分が所定の透磁率と伝導度の伝導性磁性金属を含むので、誘導加熱方式が適用され得る。このような方式により均一に形成された気孔を含み、機械的特性に優れ、且つ、気孔度が目的する水準に調節された金属フォームの製造がさらにスムーズに行われることができる。
前記で誘導加熱は、電磁場が印加されると、特定の金属で熱が発生する現象である。例えば、適切な伝導性と透磁率を有する金属に電磁場を印加すれば、金属に渦電流(eddy currents)が発生し、金属の抵抗によってジュール熱(Joule heating)が発生する。本出願では、このような現象を用いた焼結工程を行うことができる。本出願では、このような方式を適用し、金属フォームの焼結を短時間内に行うことができるので、工程性を確保し、同時に気孔度が高い薄膜形状でありながらも、機械的強度に優れた金属フォームを製造できる。
前記焼結工程は、前記構造体に電磁場を印加する段階を備えることができる。前記電磁場の印加によって前記金属成分の伝導性磁性金属において誘導加熱現象によりジュール熱が発生し、これによって、構造体は、焼結され得る。この際、電磁場を印加する条件は、構造体内の伝導性磁性金属の種類および比率などによって決定されるものであって、特に制限されない。
例えば、前記誘導加熱は、コイルなどの形状に形成された誘導加熱器を使用して進行できる。
誘導加熱は、例えば、100A〜1,000A程度の電流を印加して行うことができる。前記加えられる電流のサイズは、他の例示で、900A以下、800A以下、700A以下、600A以下、500A以下または400A以下であり得る。前記電流のサイズは、他の例示で、約150A以上、約200A以上または約250A以上であり得る。
誘導加熱は、例えば、約100kHz〜1,000kHzの周波数で行うことができる。前記周波数は、他の例示で、900kHz以下、800kHz以下、700kHz以下、600kHz以下、500kHz以下または450kHz以下であり得る。前記周波数は、他の例示で、約150kHz以上、約200kHz以上または約250kHz以上であり得る。
前記誘導加熱のための電磁場の印加は、例えば、約1分〜10時間の範囲内で行うことができる。前記印加時間は、他の例示で、約9時間以下、約8時間以下、約7時間以下、約6時間以下、約5時間以下、約4時間以下、約3時間以下、約2時間以下、約1時間以下または約30分以下であり得る。
前記言及した誘導加熱条件、例えば、印加電流、周波数および印加時間などは、前述したように、伝導性磁性金属の種類および比率などを考慮して変更され得る。
前記グリーン構造体の焼結は、前記言及した誘導加熱によってのみ行うか、必要な場合に、前記誘導加熱、すなわち電磁場の印加とともに適切な熱を印加して行うこともできる。
本出願の製造方法は、前記焼結工程に後続して焼結されたグリーン構造体から前記塩を除去する工程をさらに行うことができる。焼結後に塩を除去することによって、塩が存在した部位に孔隙が形成され、金属フォームが形成され得る。
塩を除去する方式は、特に制限されず、水のように前記塩を溶解させることができる溶媒で焼結されたグリーン構造体を処理することによって、塩を除去できる。
また、本出願は、金属フォームに関する。前記金属フォームは、前述した方法によって製造されたものであり得る。このような金属フォームは、例えば、前述した伝導性磁性金属を少なくとも含むことができる。金属フォームは、前記伝導性磁性金属を、重量を基準として30重量%以上、35重量%以上、40重量%以上、45重量%以上または50重量%以上含むことができる。他の例示で、前記金属フォーム内の伝導性磁性金属の比率は、約55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上または90重量%以上であり得る。前記伝導性磁性金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、約100重量%未満または95重量%以下であり得る。
前記金属フォームは、気孔度(porosity)が約40%〜99%の範囲内であり得る。言及したように、本出願の方法によれば、均一に形成された気孔を含み、気孔度と機械的強度を調節できる。前記気孔度は、50%以上、60%以上、70%以上、75%以上または80%以上や、95%以下または90%以下であり得る。
前記金属フォームは、薄膜のフィルムまたはシート形状に存在できる。一例示では、金属フォームは、フィルムまたはシート形状であり得る。このようなフィルムまたはシート形状の金属フォームは、厚さが2,000μm以下、1,500μm以下、1,000μm以下、900μm以下、800μm以下、700μm以下、600μm以下、500μm以下、400μm以下、300μm以下、200μm以下、150μm以下、約100μm以下、約90μm以下、約80μm以下、約70μm以下、約60μm以下または約55μm以下であり得る。前記フィルムまたはシート形状の金属フォームの厚さは、約10μm以上、約20μm以上、約30μm以上、約40μm以上、約50μm以上、約100μm以上、約150μm以上、約200μm以上、約250μm以上、約300μm以上、約350μm以上、約400μm以上、約450μm以上または約500μm以上であり得るが、これに制限されるものではない。
前記金属フォームは、多孔性の金属構造体が必要な多様な用途で活用され得る。特に、本出願の方式によれば、前述したように、目的する水準の気孔度を有しながらも、機械的強度に優れた薄いフィルムまたはシート形状の金属フォームの製造が可能で、従来に比べて金属フォームの用途を拡大できる。
本出願では、均一に形成された気孔を含み、目的する気孔度を有し、機械的特性に優れた金属フォームを形成できる金属フォームの製造方法と、前記のような特性を有する金属フォームを提供できる。また、本出願では、薄い厚さのフィルムまたはシート形状でありながらも、前記言及した物性が確保される金属フォームを形成できる方法およびそのような金属フォームを提供できる。
実施例で形成された金属フォームに対するSEM写真である。 実施例で形成された金属フォームに対するSEM写真である。
以下、実施例および比較例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記の実施例に制限されるものではない。
実施例1
伝導性磁性金属として、ニッケル金属の粉末を金属成分として使用した。200メッシュ(mesh)の篩にかけた前記ニッケル金属粉末を塩としてNaClと1:1の重量比で混合した。前記でNaClとしては、約50μm〜100μm範囲内の粒径分布を有するものを使用した。なお、前記でニッケルは、20℃での伝導度が約14.5MS/mであり、相対透磁率が約600程度である。
前記製造された混合物をクォーツ(quartz)プレート上に約600μm厚さのシート形状でコーティングしてグリーン構造体を製造し、コイル形状の誘導加熱器で電磁場を前記グリーン構造体に印加した。電磁場は、約350Aの電流を約380kHzの周波数で印加して形成し、電磁場は、約3分間印加した。電磁場の印加後、焼結されたグリーン構造体を水に浸し、ソニケーション(sonication)で洗浄して塩を除去することによって、厚さが約600μm水準のシート形状の金属フォームを製造した。前記製造されたシートの気孔度は、約53%であった。図1は、前記製造されたシートのSEM写真である。
実施例2
ニッケル金属粉末とNaClの重量比を1:1.5(ニッケル金属粉末:NaCl)に変更したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームを製造した。製造されたシートの気孔度は、約70%程度であった。図2は、前記製造されたシートのSEM写真である。
実施例3
塩として、粒径分布が約50μm〜70μm範囲内のNaSiOを適用したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームシートを製造した。製造されたシートの気孔度は、約55%であった。
実施例4
塩として、粒径分布が約150μm〜200μm範囲内のNaCOを適用したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームシートを製造した。製造されたシートの気孔度は、約43%であった。
実施例5
塩として、粒径分布が約70μm〜100μm範囲内のKClを適用したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームシートを製造した。製造されたシートの気孔度は、約62%であった。
実施例6
塩として、粒径分布が約25μm〜55μm範囲内のNHClを適用したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームシートを製造した。製造されたシートの気孔度は、約58%であった。
実施例7
塩として、粒径分布が約70μm〜110μm範囲内のCaClを適用したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームシートを製造した。製造されたシートの気孔度は、約60%であった。
実施例8
塩として、粒径分布が約50μm〜70μm範囲内のMgClを適用したことを除いて、実施例1と同一に金属フォームシートを製造した。製造されたシートの気孔度は、約42%であった。

Claims (15)

  1. 相対透磁率が90以上である伝導性金属を含む金属成分および塩を含むグリーン構造体を焼結する段階を備える金属フォームの製造方法。
  2. 前記伝導性金属は、20℃での伝導度が8MS/m以上である、請求項1に記載の金属フォームの製造方法。
  3. 前記伝導性金属は、ニッケル、鉄またはコバルトである、請求項1に記載の金属フォームの製造方法。
  4. 前記グリーン構造体は、伝導性金属を、重量を基準として30重量%以上含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  5. 前記伝導性金属は、平均粒径が10μm〜100μmの範囲内にある、請求項1から4のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  6. 前記塩は、NaCl、KCl、KCO、KOH、NaOH、CsCl、CaCl、MgBr、MgCl、NaSiO、NaCO、NaHCO、NHBrまたはNHClである、請求項1から5のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  7. 前記塩は、粒径が30μm〜250μmの範囲内である、請求項1から6のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  8. 前記グリーン構造体は、金属成分100重量部に対して10〜1,000重量部の塩を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  9. 前記グリーン構造体は、フィルムまたはシート形状である、請求項1から8のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  10. 前記フィルムまたは前記シートの厚さが5,000μm以下である、請求項9に記載の金属フォームの製造方法。
  11. 前記グリーン構造体の焼結は、前記グリーン構造体に電磁場を印加して行う、請求項1から10のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  12. 前記電磁場は、100A〜1,000A範囲内の電流を印加して形成する、請求項11に記載の金属フォームの製造方法。
  13. 前記電磁場は、100kHz〜1,000kHz範囲内の周波数で電流を印加して形成する、請求項11または12に記載の金属フォームの製造方法。
  14. 前記電磁場は、1分〜10時間の範囲内の時間で形成する、請求項11から13のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
  15. 焼結後に前記塩を除去する段階をさらに行う、請求項1から14のいずれか一項に記載の金属フォームの製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110800388B (zh) 2017-07-06 2021-01-08 株式会社Lg化学 复合材料
CN112469565B (zh) 2018-08-06 2024-01-02 株式会社Lg化学 不对称复合材料
WO2020067743A1 (ko) 2018-09-28 2020-04-02 주식회사 엘지화학 복합재
CN114007852B (zh) * 2019-06-17 2023-12-08 株式会社Lg化学 用于制造复合材料的方法和复合材料
CN110640145B (zh) * 2019-09-25 2022-03-04 西安欧中材料科技有限公司 一种镍基合金薄壁圆管的制备方法
CN110760710A (zh) * 2019-09-30 2020-02-07 西安欧中材料科技有限公司 一种镍基合金多孔材料的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5964702A (ja) * 1982-09-30 1984-04-12 Toyota Motor Corp 金属粉末の圧粉体における高周波焼結方法
JPS637343A (ja) * 1986-06-27 1988-01-13 Showa Denko Kk 金属多孔質体の製造法
JPH02254106A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Nippon Steel Corp 無機質多孔体の製造方法
US20070264152A1 (en) * 2004-05-29 2007-11-15 The University Of Liverpool Porous Metallic Materials and Method of Production Thereof

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06287608A (ja) 1993-04-01 1994-10-11 Uemura Michio 金属多孔質材料の製造方法
AT406557B (de) * 1997-02-28 2000-06-26 Machner & Saurer Gmbh Verfahren zur herstellung von metallkörpern mit innerer porosität
US6254998B1 (en) 2000-02-02 2001-07-03 Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation Cellular structures and processes for making such structures
KR100367655B1 (ko) * 2000-02-10 2003-01-10 김성균 다공성 금속의 제조방법
JP3497461B2 (ja) * 2000-10-24 2004-02-16 フューチャー メタル カンパニー リミテッド 多孔性金属の製造方法
KR100445314B1 (ko) 2002-11-14 2004-08-18 삼성전자주식회사 유기금속 화합물에 의한 고전도 금속의 배선 형성방법
JP4182223B2 (ja) 2004-03-31 2008-11-19 独立行政法人産業技術総合研究所 発泡焼結体の製造方法
US20080160336A1 (en) * 2005-02-18 2008-07-03 The University Of Tokushima Process for Producing Porous Metal, Porous Metal and Porous Metallic Structure
CN1936045A (zh) * 2005-09-22 2007-03-28 中南大学 三维通孔或部分孔洞彼此相连多孔金属泡沫及其制备方法
JP2008069385A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Ntn Corp 焼結金属部材の製造方法
US20080199720A1 (en) 2007-02-21 2008-08-21 Depuy Products, Inc. Porous metal foam structures and methods
JP4837703B2 (ja) 2007-05-10 2011-12-14 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 印刷回路基板の配線形成方法
EP2050527A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-22 Lhoucine Azzi Method of producing open-cell inorganic foam
JP5040584B2 (ja) * 2007-10-24 2012-10-03 三菱マテリアル株式会社 多孔質チタン焼結体の製造方法および多孔質チタン焼結体の製造装置
US8480783B2 (en) * 2009-07-22 2013-07-09 Hitachi, Ltd. Sintered porous metal body and a method of manufacturing the same
US8845951B2 (en) * 2010-10-29 2014-09-30 James R. Glidewell Dental Ceramics, Inc. Method of rapid sintering of ceramics
US9642192B2 (en) * 2011-08-04 2017-05-02 Fuelcell Energy, Inc. Method and manufacturing assembly for sintering fuel cell electrodes and impregnating porous electrodes with electrolyte powders by induction heating for mass production
KR20130052208A (ko) 2011-11-11 2013-05-22 현대자동차주식회사 균일한 셀구조를 갖는 개방형 다공성 금속 제조방법 및 그 제조방법 제조된 개방형 다공성 금속
CN102489706B (zh) 2011-12-05 2014-03-05 山东大学 一种孔径可控的多孔毛细芯的制备方法
EP2719485B1 (en) * 2012-10-15 2015-04-15 King Saud University Foam material and method for the preparation thereof
CN104004954B (zh) * 2014-05-04 2016-06-29 昆明理工大学 一种泡沫钢的制备方法
US10030292B2 (en) * 2014-05-26 2018-07-24 Hrl Laboratories, Llc Hydride-coated microparticles and methods for making the same
KR101644601B1 (ko) 2014-08-13 2016-08-02 주식회사 다원시스 금속 소재를 용융하여 공급하기 위한 유도 가열 헤드

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5964702A (ja) * 1982-09-30 1984-04-12 Toyota Motor Corp 金属粉末の圧粉体における高周波焼結方法
JPS637343A (ja) * 1986-06-27 1988-01-13 Showa Denko Kk 金属多孔質体の製造法
JPH02254106A (ja) * 1989-03-28 1990-10-12 Nippon Steel Corp 無機質多孔体の製造方法
US20070264152A1 (en) * 2004-05-29 2007-11-15 The University Of Liverpool Porous Metallic Materials and Method of Production Thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TDK CORPORATION: "第82回「磁気シールドの技術と材料」", TECHMAG [ONLINE], JPN6020006653, 2014, ISSN: 0004218631 *

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