JP6148141B2 - Porous metal body and method for producing porous metal body - Google Patents

Porous metal body and method for producing porous metal body Download PDF

Info

Publication number
JP6148141B2
JP6148141B2 JP2013207623A JP2013207623A JP6148141B2 JP 6148141 B2 JP6148141 B2 JP 6148141B2 JP 2013207623 A JP2013207623 A JP 2013207623A JP 2013207623 A JP2013207623 A JP 2013207623A JP 6148141 B2 JP6148141 B2 JP 6148141B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous body
iron
tin
nickel
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013207623A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015071804A (en
Inventor
奥野 一樹
一樹 奥野
真博 加藤
真博 加藤
知之 粟津
知之 粟津
真嶋 正利
正利 真嶋
賢吾 塚本
賢吾 塚本
斉 土田
斉 土田
英敏 斉藤
英敏 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Sumitomo Electric Toyama Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Sumitomo Electric Toyama Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd, Sumitomo Electric Toyama Co Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2013207623A priority Critical patent/JP6148141B2/en
Publication of JP2015071804A publication Critical patent/JP2015071804A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6148141B2 publication Critical patent/JP6148141B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本発明は耐熱性及び強度に優れる金属多孔体、集電体、電気化学デバイス及び前記金属多孔体の製造方法に関する。   The present invention relates to a metal porous body, a current collector, an electrochemical device, and a method for producing the metal porous body that are excellent in heat resistance and strength.

三次元網目構造を有する樹脂多孔体に金属めっきを施して作製した金属多孔体は、各種フィルター、触媒担体、電池用電極など多方面に用いられている。例えば、ニッケルからなる金属多孔体であるセルメット(住友電気工業株式会社製:登録商標)は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の電池の電極材料として使用されている。   A metal porous body produced by subjecting a resin porous body having a three-dimensional network structure to metal plating is used in various fields such as various filters, catalyst carriers, and battery electrodes. For example, Celmet (registered trademark, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.), which is a metal porous body made of nickel, is used as an electrode material for batteries such as nickel metal hydride batteries and nickel cadmium batteries.

セルメットは連通気孔を有する金属多孔体であり、金属不織布など他の多孔体に比べて気孔率が高い(90%以上)という特徴がある。これは発泡ウレタン等の連通気孔を有する多孔体樹脂の骨格表面にニッケル層を形成した後、熱処理して発泡樹脂成形体を分解し、さらにニッケルを還元処理することで得られる。ニッケル層の形成は、発泡樹脂成形体の骨格表面にカーボン粉末等を塗布して導電化処理した後、電気めっきによってニッケルを析出させることで行われる。   Celmet is a metal porous body having continuous air holes, and has a feature of high porosity (90% or more) compared to other porous bodies such as a metal nonwoven fabric. This can be obtained by forming a nickel layer on the surface of the porous resin skeleton having continuous air holes such as urethane foam, then heat-treating it to decompose the foamed resin molding, and further reducing the nickel. The formation of the nickel layer is performed by depositing nickel by electroplating after applying carbon powder or the like to the surface of the skeleton of the foamed resin molded body and conducting a conductive treatment.

また、金属多孔体の骨格を形成しているニッケルをクロムと合金化させることで耐食性機械的強度や耐熱性を向上させることができる。このような金属多孔体としては、例えば、特開2010−171154号公報(特許文献1)に、クロムと合金化させたニッケル多孔体がリチウム塩を含む非水電解液を備えるキャパシタ用の集電体として利用可能であることが記載されている。   Moreover, the corrosion resistance mechanical strength and heat resistance can be improved by alloying nickel forming the skeleton of the porous metal body with chromium. As such a metal porous body, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-171154 (Patent Document 1) discloses a current collector for a capacitor in which a nickel porous body alloyed with chromium includes a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. It is described that it can be used as a body.

特開2010−171154号公報JP 2010-171154 A

上記のようにニッケル−クロム合金からなる金属多孔体は優れた特性を有するが、製造過程において、多孔体を1100℃の不活性雰囲気下に一週間程度静置するという熱処理が必要であるため非常に製造コストが高く、また、工業的な連続生産に向かないという問題がある。   As described above, a porous metal body made of a nickel-chromium alloy has excellent characteristics, but in the manufacturing process, it is necessary to perform a heat treatment in which the porous body is left in an inert atmosphere at 1100 ° C. for about one week. However, there are problems in that the manufacturing cost is high and it is not suitable for industrial continuous production.

そこで本発明は、製造コストが安く、連続生産に適した方法によって製造することができ、ニッケル−クロム合金からなる金属多孔体と同程度に耐熱性や機械的強度に優れる金属多孔体を提供することを目的とする。また、前記金属多孔体の製造方法を提供することも目的とする。   Therefore, the present invention provides a metal porous body that is low in manufacturing cost, can be manufactured by a method suitable for continuous production, and has excellent heat resistance and mechanical strength to the same extent as a metal porous body made of a nickel-chromium alloy. For the purpose. Another object of the present invention is to provide a method for producing the metal porous body.

本発明は上記課題を解決すべく以下の構成を採用する。
(1)即ち、本発明は、ニッケルとスズと鉄とを含む三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、前記スズの含有量が1質量%以上、25質量%以下であり、前記鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下である金属多孔体、である。
The present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems.
(1) That is, the present invention is a porous metal body having a three-dimensional network structure containing nickel, tin, and iron, wherein the tin content is 1% by mass or more and 25% by mass or less, It is a metal porous body whose iron content is 5 mass% or more and 25 mass% or less.

本発明により、ニッケル−クロム合金からなる金属多孔体と同程度に耐熱性や機械的強度に優れる金属多孔体を、低コストで連続生産に適した製造方法によって提供することができる。   According to the present invention, a metal porous body having excellent heat resistance and mechanical strength as much as a metal porous body made of a nickel-chromium alloy can be provided by a manufacturing method suitable for continuous production at low cost.

金属多孔体8の圧縮荷重試験により得たSSカーブを表すグラフである。3 is a graph showing an SS curve obtained by a compressive load test of a metal porous body 8. 金属多孔体9の圧縮荷重試験により得たSSカーブを表すグラフである。3 is a graph showing an SS curve obtained by a compressive load test of a metal porous body 9. ニッケル−クロム多孔体の圧縮荷重試験により得たSSカーブを表すグラフである。It is a graph showing SS curve obtained by the compressive load test of the nickel-chromium porous body. ニッケル−スズ多孔体の圧縮荷重試験により得たSSカーブを表すグラフである。It is a graph showing the SS curve obtained by the compressive load test of the nickel-tin porous body. 金属多孔体8のX線回折スペクトルを表す図である。3 is a diagram illustrating an X-ray diffraction spectrum of a metal porous body 8. FIG. 金属多孔体9のX線回折スペクトルを表す図である。3 is a diagram illustrating an X-ray diffraction spectrum of a metal porous body 9. FIG. 金属多孔体5のX線回折スペクトルを表す図である。3 is a diagram illustrating an X-ray diffraction spectrum of a metal porous body 5. FIG. 金属多孔体8の骨格表面をSEMにより観察した結果を表す写真である。3 is a photograph showing the result of observing the skeleton surface of a porous metal body 8 with an SEM. 図3Aと同一視野においてスズ成分の存在位置を示す写真である。It is a photograph which shows the presence position of a tin component in the same visual field as FIG. 3A. 図3Aと同一視野において鉄成分の存在位置を示す写真である。It is a photograph which shows the presence position of an iron component in the same visual field as FIG. 3A.

最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係る金属多孔体は、ニッケル(Ni)とスズ(Sn)と鉄(Fe)とを含む三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、前記スズの含有量が1質量%以上、25質量%以下であり、前記鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下である金属多孔体、である。
なお、以下では「三次元網目状構造を有する金属多孔体」のことを単に「金属多孔体」とも記す。
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
(1) A porous metal body according to an embodiment of the present invention is a porous metal body having a three-dimensional network structure including nickel (Ni), tin (Sn), and iron (Fe), and the inclusion of the tin A porous metal body having an amount of 1% by mass or more and 25% by mass or less and an iron content of 5% by mass or more and 25% by mass or less.
Hereinafter, the “metal porous body having a three-dimensional network structure” is also simply referred to as “metal porous body”.

上記(1)に記載の金属多孔体は、耐熱性と機械的強度に優れる金属多孔体である。このため、高温環境下で静置して用いるフィルターの濾材や、電池、キャパシタ等の電気化学デバイスの集電体として好ましく用いることができる。また、後述するように、製造コストが安く、連続生産に適した方法によって得ることができる。
なお、上記本発明の金属多孔体は、スズの含有量が1質量%以上、25質量%以下、鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下であり、残余の金属成分はニッケルであることが好ましいが、不可避的不純物として他の金属成分を含んでいても構わない。また、耐熱性、機械的強度に優れるという本発明の金属多孔体の効果を損なわない範囲において意図的に他の成分を含有していても構わない。
The metal porous body described in the above (1) is a metal porous body excellent in heat resistance and mechanical strength. For this reason, it can be preferably used as a filter medium for a filter used by standing in a high temperature environment, or as a current collector for electrochemical devices such as batteries and capacitors. Further, as will be described later, the manufacturing cost is low, and it can be obtained by a method suitable for continuous production.
The metal porous body of the present invention has a tin content of 1% by mass to 25% by mass, an iron content of 5% by mass to 25% by mass, and the remaining metal component is nickel. Although it is preferable, other metal components may be included as inevitable impurities. Moreover, you may contain other components intentionally in the range which does not impair the effect of the metal porous body of this invention that is excellent in heat resistance and mechanical strength.

(2)また、本発明の実施形態に係る金属多孔体は、Ni3Snの含有量が1質量%以上、30質量%以下であることが好ましい。
本発明者等が種々検討を重ねた結果、ニッケルとスズとの合金からなる金属多孔体の場合には、金属間化合物としてNi3Snが形成されていると金属多孔体の強度が増して硬くなるものの脆く崩れ易くなってしまうが、骨格中に鉄成分が含まれていると脆化が抑制されることを見出した。すなわち、金属多孔体の骨格中にNi3Snが形成されていることによって機械的強度を増し、更に、鉄成分が含まれていることによって骨格が脆くなることを抑制することができる。
(2) The metal porous body according to the embodiment of the present invention, Ni 3 Sn content is 1 mass% or more and 30 mass% or less.
As a result of various studies by the present inventors, in the case of a metal porous body made of an alloy of nickel and tin, the strength of the metal porous body is increased and hard when Ni 3 Sn is formed as an intermetallic compound. However, it has been found that brittleness is suppressed when an iron component is contained in the skeleton. That is, it is possible to increase the mechanical strength by forming Ni 3 Sn in the skeleton of the metal porous body, and to further prevent the skeleton from becoming brittle by containing the iron component.

(3)本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、スズめっき層、及び鉄めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、を含む金属多孔体の製造方法である。
上記(3)に記載の金属多孔体の製造方法は、全ての金属成分を電解めっきによって形成することができるため連続的に製造することができ、量産性に優れた製造方法である。また、樹脂成形体の表面に形成する各金属のめっき層の形成順序は限定されるものではなく、ニッケルめっき層、スズめっき層、鉄めっき層をどの順に形成しても構わない。しかしながら、前記金属多孔体はスズ及び鉄の含有量に比べてニッケルの含有量が多いため、めっき後の基材のハンドリングを考慮すると、ニッケルめっき層を最初に形成することが好ましい。
(3) A method for producing a porous metal body according to an embodiment of the present invention includes a step of conducting a conductive treatment on the surface of a resin molded body having a three-dimensional network structure, and a nickel plating layer and tin plating on the resin molded body. And a step of forming a resin structure by forming an iron plating layer and a step of diffusing nickel, tin and iron by heat-treating the resin structure.
The method for producing a porous metal body described in (3) above can be produced continuously because all metal components can be formed by electrolytic plating, and is a production method excellent in mass productivity. Moreover, the formation order of the plating layer of each metal formed on the surface of the resin molding is not limited, and the nickel plating layer, the tin plating layer, and the iron plating layer may be formed in any order. However, since the metal porous body has a higher nickel content than the tin and iron contents, it is preferable to form the nickel plating layer first in consideration of handling of the substrate after plating.

(4)本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、及びスズと鉄との合金めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、を含む金属多孔体の製造方法である。
上記(4)に記載の金属多孔体の製造方法は、ニッケルめっき層の表面にスズと鉄との合金めっき層を形成する工程を含むため、めっき工程を少なくすることができ、より低コストで金属多孔体を提供することができる。また、樹脂成形体の表面に形成する金属のめっき層の形成順序は限定されるものではなく、ニッケルめっき層、スズと鉄との合金めっき層のどちらを先に形成しても構わない。
(4) A method for producing a porous metal body according to an embodiment of the present invention includes a step of conducting a surface treatment of a resin molded body having a three-dimensional network structure, a nickel plating layer, and tin on the resin molded body And a process for forming a resin structure by forming an alloy plating layer of iron and iron, and a step of diffusing nickel, tin and iron by heat-treating the resin structure. .
Since the method for producing a porous metal body according to the above (4) includes a step of forming an alloy plating layer of tin and iron on the surface of the nickel plating layer, the plating step can be reduced, and the cost can be reduced. A metal porous body can be provided. Further, the order of formation of the metal plating layer formed on the surface of the resin molded body is not limited, and either the nickel plating layer or the alloy plating layer of tin and iron may be formed first.

(5)本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、及び鉄めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、を含む金属多孔体の製造方法である。
上記(5)に記載の金属多孔体の製造方法は、樹脂成形体の表面を導電化処理する際にスズを含む導電処理材を使用するため、その後にスズめっき層を形成する工程が不要となる。このため、より低コストで金属多孔体を提供することができるようになる。また、樹脂成形体の表面に形成する金属のめっき層の形成順序は限定されるものではなく、ニッケルめっき層、鉄めっき層のどちらを先に形成しても構わない。しかしながら、前記金属多孔体は鉄の含有量に比べてニッケルの含有量の方が多いため、めっき後の基材のハンドリングを考慮すると、ニッケルめっき層を最に形成することが好ましい。
(5) A method for producing a porous metal body according to an embodiment of the present invention includes a step of conducting a conductive treatment on a surface of a resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin, and the resin molded body. And a step of forming a resin structure by forming a nickel plating layer and an iron plating layer, and a step of diffusing nickel, tin and iron by heat-treating the resin structure. Is the method.
The method for producing a porous metal body according to the above (5) uses a conductive treatment material containing tin when the surface of the resin molded body is subjected to a conductive treatment, and therefore a step of forming a tin plating layer is unnecessary thereafter. Become. For this reason, a metal porous body can be provided at a lower cost. Further, the order of forming the metal plating layers formed on the surface of the resin molded body is not limited, and either the nickel plating layer or the iron plating layer may be formed first. However, since the metal porous body has a higher nickel content than the iron content, it is preferable to form the nickel plating layer first in consideration of handling of the substrate after plating.

(6)本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、前記樹脂成形体の表面にニッケルと鉄との合金めっき層を形成する工程と、前記ニッケルと鉄との合金めっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、を含む金属多孔体の製造方法、である。
上記(6)に記載の金属多孔体の製造方法は、樹脂成形体の表面を導電化処理する際にスズを含む導電処理材を使用するため、その後にスズめっき層を形成する工程が不要である。更に、ニッケルと鉄との合金めっき層を形成する工程を含むため、めっき工程が1回だけにすることができる。このため、上記(4)、(5)に記載の製造方法よりも更に低コストで金属多孔体を提供することができる。
(6) A method for producing a metal porous body according to an embodiment of the present invention includes a step of conducting a conductive treatment on a surface of a resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin, and the resin molded body. Forming a nickel-iron alloy plating layer on the surface of the substrate, and heat-treating the resin structure on which the nickel-iron alloy plating layer is formed to diffuse nickel, tin, and iron. It is a manufacturing method of a metal porous body.
In the method for producing a porous metal body described in (6) above, since a conductive treatment material containing tin is used when conducting the conductive treatment on the surface of the resin molded body, a subsequent step of forming a tin plating layer is unnecessary. is there. Furthermore, since the process of forming the alloy plating layer of nickel and iron is included, the plating process can be performed only once. For this reason, a metal porous body can be provided at lower cost than the manufacturing method as described in said (4) and (5).

また、本発明の実施形態に係る金属多孔体は、更に以下の(i)〜(iv)に記載の製造方法によっても得ることができる。   Moreover, the metal porous body which concerns on embodiment of this invention can further be obtained by the manufacturing method as described in the following (i)-(iv).

(i)三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、鉄を含む導電処理材によって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、スズめっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
(I) a step of conducting the conductive treatment of the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing iron;
Forming a resin structure by forming a nickel plating layer and a tin plating layer on the resin molded body; and
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.

上記(i)に記載の金属多孔体の製造方法は、樹脂成形体の表面を導電化処理する際に鉄を含む導電処理材を使用するため、その後に鉄めっき層を形成する工程が不要となる。このため、より低コストで金属多孔体を提供することができるようになる。また、樹脂成形体の表面に形成する金属のめっき層の形成順序は限定されるものではなく、ニッケルめっき層、スズめっき層のどちらを先に形成しても構わない。しかしながら、前記金属多孔体はスズの含有量に比べてニッケルの含有量の方が多いため、めっき後の基材のハンドリングを考慮すると、ニッケルめっき層を最に形成することが好ましい。   The method for producing a porous metal body described in (i) above uses a conductive treatment material containing iron when conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body, and therefore there is no need to subsequently form an iron plating layer. Become. For this reason, a metal porous body can be provided at a lower cost. Further, the order of forming the metal plating layers formed on the surface of the resin molded body is not limited, and either the nickel plating layer or the tin plating layer may be formed first. However, since the metal porous body has a higher nickel content than the tin content, it is preferable to form the nickel plating layer first in consideration of handling of the substrate after plating.

(ii)三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズと鉄を含む導電処理材によって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
(Ii) a step of conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin and iron;
Forming a nickel plating layer on the surface of the resin molded body to form a resin structure;
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.

上記(ii)に記載の金属多孔体の製造方法は、樹脂成形体の表面を導電化処理する際にスズと鉄を含む導電処理材を使用するため、その後にスズめっき層、鉄めっき層を形成する工程が不要である。このため、樹脂成形体の表面にはニッケルめっき層を形成するのみでよいためめっき工程が1回で済み、低コストで金属多孔体を提供することができる。   The method for producing a porous metal body described in (ii) above uses a conductive treatment material containing tin and iron when conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body. A forming step is not necessary. For this reason, since it is only necessary to form a nickel plating layer on the surface of the resin molded body, only one plating step is required, and a porous metal body can be provided at low cost.

(iii)三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面にスズをスパッタリングすることによって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、鉄めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
(Iii) a step of conducting a conductive treatment by sputtering tin on the surface of a resin molded body having a three-dimensional network structure;
Forming a resin structure by forming a nickel plating layer and an iron plating layer on the resin molded body; and
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.

上記(iii)に記載の金属多孔体の製造方法は、樹脂成形体の表面にスズをスパッタリングすることによって樹脂成形体を導電化処理するため、その後にスズめっき層を形成する工程が不要となる。このため、より低コストで金属多孔体を提供することができるようになる。また、樹脂成形体の表面に形成する金属のめっき層の形成順序は限定されるものではなく、ニッケルめっき層、鉄めっき層のどちらを先に形成しても構わない。しかしながら、前記金属多孔体は鉄の含有量に比べてニッケルの含有量の方が多いため、めっき後の基材のハンドリングを考慮すると、ニッケルめっき層を最に形成することが好ましい。   In the method for producing a metal porous body described in (iii) above, since the resin molded body is subjected to a conductive treatment by sputtering tin on the surface of the resin molded body, a subsequent step of forming a tin plating layer becomes unnecessary. . For this reason, a metal porous body can be provided at a lower cost. Further, the order of forming the metal plating layers formed on the surface of the resin molded body is not limited, and either the nickel plating layer or the iron plating layer may be formed first. However, since the metal porous body has a higher nickel content than the iron content, it is preferable to form the nickel plating layer first in consideration of handling of the substrate after plating.

(iv)三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面に鉄をスパッタリングすることによって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、スズめっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
(Iv) conducting the conductive treatment by sputtering iron on the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure;
Forming a resin structure by forming a nickel plating layer and a tin plating layer on the resin molded body; and
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.

上記(iv)に記載の金属多孔体の製造方法は、樹脂成形体の表面に鉄をスパッタリングすることによって樹脂成形体を導電化処理するため、その後に鉄めっき層を形成する工程が不要となる。このため、より低コストで金属多孔体を提供することができるようになる。また、樹脂成形体の表面に形成する金属のめっき層の形成順序は限定されるものではなく、ニッケルめっき層、スズめっき層のどちらを先に形成しても構わない。しかしながら、前記金属多孔体はスズの含有量に比べてニッケルの含有量の方が多いため、めっき後の基材のハンドリングを考慮すると、ニッケルめっき層を最に形成することが好ましい。   In the method for producing a metal porous body described in (iv) above, since the resin molded body is subjected to a conductive treatment by sputtering iron on the surface of the resin molded body, a subsequent step of forming an iron plating layer becomes unnecessary. . For this reason, a metal porous body can be provided at a lower cost. Further, the order of forming the metal plating layers formed on the surface of the resin molded body is not limited, and either the nickel plating layer or the tin plating layer may be formed first. However, since the metal porous body has a higher nickel content than the tin content, it is preferable to form the nickel plating layer first in consideration of handling of the substrate after plating.

[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る金属多孔体の具体例を以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
The specific example of the metal porous body which concerns on embodiment of this invention is demonstrated below. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by description of a claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included. .

<金属多孔体>
本発明の実施形態に係る金属多孔体は、三次元網目状構造を有する金属多孔体であってニッケルと、スズと、鉄とを含むものである。金属多孔体の骨格構造を三次元網目状構造にするためには、例えば、前述の製造方法のように三次元網目状構造を有する樹脂多孔体の表面に各金属層を形成するという方法により金属多孔を製造すればよい。
<Metal porous body>
The porous metal body according to the embodiment of the present invention is a porous metal body having a three-dimensional network structure and includes nickel, tin, and iron. In order to make the skeleton structure of a porous metal body into a three-dimensional network structure, for example, the metal layer is formed by forming each metal layer on the surface of a porous resin body having a three-dimensional network structure as in the above-described manufacturing method. What is necessary is just to manufacture a porous.

前記金属多孔体はスズを含んでいることによって、ニッケル多孔体に比べて耐熱性と機械的強度が向上している。特に、金属多孔体の製造工程において金属間化合物であるNi3Snが形成されると金属多孔体が硬くなるという効果が得られる。また、Ni3Snが多く形成されると金属多孔体は硬くなるものの脆くなる傾向にあるが、本発明の実施形態に係る金属多孔体は鉄を含んでいることにより金属組織が変化し、この脆化を抑制することができる。従って、本発明の実施形態に係る金属多孔体は、硬く、かつ、圧縮や引張り等にも強いという効果を奏する。 Since the metal porous body contains tin, heat resistance and mechanical strength are improved as compared with the nickel porous body. In particular, when Ni 3 Sn which is an intermetallic compound is formed in the manufacturing process of the metal porous body, an effect that the metal porous body becomes hard is obtained. Further, when a large amount of Ni 3 Sn is formed, the metal porous body tends to become hard but brittle, but the metal porous body according to the embodiment of the present invention changes the metal structure due to containing iron. Brittleness can be suppressed. Therefore, the metal porous body according to the embodiment of the present invention has an effect of being hard and resistant to compression and tension.

前記金属多孔体におけるスズの含有量は1質量%以上、25質量%以下である。スズの含有量が1質量%未満であると金属多孔体の耐熱性を向上させるという効果が充分に得られなくなる。また、スズの含有量が25質量%を超えると、金属多孔体の製造工程において形成されるNi3Snの量が多くなり過ぎてしまい、鉄による脆化の抑制の効果が充分に得られなくなってしまう。
上記のような観点から、前記金属多孔体におけるスズの含有量は3質量%以上、20質量%以下であることがより好ましく、4質量%以上、18質量%以下であることが更に好ましい。
The content of tin in the metal porous body is 1% by mass or more and 25% by mass or less. If the tin content is less than 1% by mass, the effect of improving the heat resistance of the metal porous body cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the tin content exceeds 25% by mass, the amount of Ni 3 Sn formed in the metal porous body manufacturing process becomes too large, and the effect of suppressing embrittlement by iron cannot be obtained sufficiently. End up.
From the above viewpoint, the tin content in the metal porous body is more preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 4% by mass or more and 18% by mass or less.

前記金属多孔体における鉄の含有量は5質量%以上、25質量%以下である。鉄の含有量が5質量%未満であると、Ni3Snによる脆化を抑制するという効果が充分に得られなくなってしまう。また、鉄の含有量が25質量%を超えると耐熱性が低下してしまう。
上記のような観点から、前記金属多孔体における鉄の含有量は7質量%以上、22質量%以下であることがより好ましく、9質量%以上、20質量%以下であることが更に好ましい。
The iron content in the porous metal body is 5% by mass or more and 25% by mass or less. If the iron content is less than 5% by mass, the effect of suppressing embrittlement by Ni 3 Sn cannot be obtained sufficiently. Moreover, when iron content exceeds 25 mass%, heat resistance will fall.
From the above viewpoint, the iron content in the metal porous body is more preferably 7% by mass or more and 22% by mass or less, and further preferably 9% by mass or more and 20% by mass or less.

本発明の実施形態に係る金属多孔体においては、骨格中におけるNi3Snの含有量が1質量%以上、30質量%以下であることが好ましい。Ni3Snの含有量が1質量%以上であることにより金属多孔体を充分に硬くすることができる。また、Ni3Snの含有量が30質量%以下であることにより、金属多孔体が脆化し過ぎて骨格が崩れてしまうことを抑制することができる。このような観点から、前記金属多孔体におけるNi3Snの含有量は3質量%以上、25質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上、20質量%以下であることが更に好ましい。
なお、金属多孔体におけるNi3Snの含有量(質量%)は、例えば、X線回折法(XRD)により測定したピークの高さの比率により定量することができる。
In the porous metal body according to the embodiment of the present invention, the content of Ni 3 Sn in the skeleton is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less. When the content of Ni 3 Sn is 1% by mass or more, the metal porous body can be sufficiently hardened. Further, when the content of Ni 3 Sn is 30% by mass or less, it is possible to suppress the metal porous body from becoming too brittle and causing the skeleton to collapse. From such a viewpoint, the content of Ni 3 Sn in the metal porous body is more preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less, and further preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less.
In addition, the content (mass%) of Ni 3 Sn in the metal porous body can be quantified by, for example, a ratio of peak heights measured by X-ray diffraction (XRD).

本発明の実施形態に係る金属多孔体は、前述のようにスズ及び鉄以外の残余の金属成分はニッケルであることが好ましいが、不可避的に不純物を含有していたり、あるいは、本発明の金属多孔体の効果を損なわない範囲において意図的に他の金属成分を含有していたりいても構わない。
他の金属成分を意図的に含有させる場合としては、例えば、耐熱性や機械的強度を向上させることを目的として、タングステン(W)を含有させてもよい。
In the metal porous body according to the embodiment of the present invention, the remaining metal component other than tin and iron is preferably nickel as described above, but inevitably contains impurities, or the metal of the present invention. In the range which does not impair the effect of a porous body, you may contain other metal components intentionally.
In the case of intentionally containing other metal components, for example, tungsten (W) may be contained for the purpose of improving heat resistance and mechanical strength.

<金属多孔体の使用例>
前記本発明の実施形態に係る金属多孔体は、様々な用途に利用することが可能であり、例えば、電気化学デバイス用の集電体や電極、触媒担持体、フィルター、熱交換器などが挙げられる。
<Usage example of porous metal>
The metal porous body according to the embodiment of the present invention can be used for various applications, for example, current collectors and electrodes for electrochemical devices, catalyst carriers, filters, heat exchangers, and the like. It is done.

<金属多孔体の製造方法>
本発明実施形態に係る金属多孔体は種々の方法によって製造することができ、その製造方法としては、例えば、前記(3)〜(6)や前記(i)〜(iv)に記載の方法が挙げられる。
以下に、前記製造方法についてより詳細に説明する。
<Method for producing porous metal body>
The porous metal body according to the embodiment of the present invention can be manufactured by various methods. Examples of the manufacturing method include the methods described in (3) to (6) and (i) to (iv). Can be mentioned.
Below, the said manufacturing method is demonstrated in detail.

(三次元網目状構造を有する樹脂成形体)
三次元網目状構造を有する樹脂成形体としては多孔性のものであればよく公知又は市販のものを使用でき、樹脂製の発泡体、不織布、フェルト、織布などを用いることができる。また、必要に応じてこれらを組み合わせて用いることもできる。素材としては特に限定されるものではないが、金属をめっきした後焼却処理により除去できるものが好ましい。また、樹脂成形体の取扱い上、特にシート状のものにおいては剛性が高いと折れるので柔軟性のある素材であることが好ましい。
(Resin molding having a three-dimensional network structure)
The resin molded body having a three-dimensional network structure may be any known or commercially available resin, and a resin foam, nonwoven fabric, felt, woven fabric, or the like can be used. Moreover, these can also be used in combination as needed. Although it does not specifically limit as a raw material, The thing which can be removed by incineration after plating a metal is preferable. In addition, in handling the resin molded body, a sheet-like material is preferably a flexible material because it breaks when the rigidity is high.

前記樹脂成形体としては樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体としては発泡ウレタン、発泡スチレン、発泡メラミン樹脂等が挙げられるが、これらの中でも、特に多孔度が大きい観点から、発泡ウレタンが好ましい。   It is preferable to use a resin foam as the resin molding. Examples of the resin foam include urethane foam, foamed styrene, and foamed melamine resin. Among these, urethane foam is particularly preferable from the viewpoint of high porosity.

樹脂成形体の多孔度は限定的でなく、通常60%以上、97%以下程度、好ましくは80%以上、96%以下程度である。樹脂成形体の厚みは限定的でなく、得られる金属多孔体の用途に応じて適宜決定されるが、通常300μm以上、5000μm以下程度、好ましくは400μm以上、2000μm以下程度とすればよい。
以下では、三次元網目状構造を有する樹脂成形体として発泡状樹脂を用いた場合を例にとって説明する。
The porosity of the resin molded body is not limited and is usually about 60% to 97%, preferably about 80% to 96%. The thickness of the resin molded body is not limited and is appropriately determined according to the intended use of the metal porous body to be obtained. Usually, it is about 300 μm or more and 5000 μm or less, preferably 400 μm or more and 2000 μm or less.
Below, the case where a foamed resin is used as a resin molded body having a three-dimensional network structure will be described as an example.

(導電化処理)
導電化処理は、樹脂成形体の表面に導電性を有する層を設けることができる限り、特に限定されるものではない。導電性を有する層(導電被覆層)を構成する材料としては、例えば、ニッケル、銅、スズ、鉄、タングステン、チタン、ステンレススチール等の金属の他、カーボン粉末等が挙げられる。
導電化処理の具体例としては、例えばニッケル、スズ、鉄などの金属を用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリングや蒸着・イオンプレーティングなどの気相処理等が好ましく挙げられる。また、ステンレススチール等の合金金属、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、樹脂成形体の表面に塗着する処理が好ましく挙げられる。
(Conductive treatment)
The conductive treatment is not particularly limited as long as a conductive layer can be provided on the surface of the resin molded body. Examples of the material constituting the conductive layer (conductive coating layer) include carbon powder in addition to metals such as nickel, copper, tin, iron, tungsten, titanium, and stainless steel.
As a specific example of the conductive treatment, for example, when a metal such as nickel, tin, or iron is used, electroless plating treatment, gas phase treatment such as sputtering, vapor deposition / ion plating, and the like are preferably exemplified. Moreover, when using materials, such as alloy metals, such as stainless steel, and graphite, the process of apply | coating the mixture obtained by adding a binder to the fine powder of these materials to the surface of a resin molding is mentioned preferably.

ニッケルを用いた無電解めっき処理は、例えば、還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に発泡状樹脂を浸漬することによって行うことができる。必要に応じて、めっき浴浸漬前に、樹脂成形体を微量のパラジウムイオンを含む活性化液(カニゼン社製の洗浄液)等に浸漬してもよい。   The electroless plating treatment using nickel can be performed, for example, by immersing the foamed resin in a known electroless nickel plating bath such as a nickel sulfate aqueous solution containing sodium hypophosphite as a reducing agent. If necessary, the resin molded body may be immersed in an activation liquid containing a trace amount of palladium ions (cleaning liquid manufactured by Kanigen Co., Ltd.) or the like before immersion in the plating bath.

ニッケル、スズ又は鉄を用いたスパッタリング処理としては、例えば、まず、基板ホルダーに樹脂成形体を取り付けた後、不活性ガスを導入しながらホルダーとターゲット(ニッケル、スズ又は鉄)との間に直流電圧を印加する。これによりイオン化した不活性ガスをニッケル、スズ又は鉄に衝突させて、吹き飛ばしたニッケル粒子、スズ粒子又は鉄粒子を樹脂成形体表面に堆積すればよい。   As a sputtering process using nickel, tin or iron, for example, first, a resin molded body is attached to a substrate holder, and then a direct current is applied between the holder and a target (nickel, tin or iron) while introducing an inert gas. Apply voltage. Thus, the ionized inert gas is allowed to collide with nickel, tin, or iron, and the blown-off nickel particles, tin particles, or iron particles may be deposited on the surface of the resin molded body.

カーボン粉末等の導電性塗料を塗布する場合には、前記樹脂成形体の表面に導電性を有する粉末(例えば、ステンレススチール等の金属材料の粉末、結晶質のグラファイト、非晶質のカーボンブラック等のカーボンの粉末)とバインダとの混合物を塗着する方法等が挙げられる。また、このときに、スズ粉末とカーボン粉末とを用いたり、鉄粉末とカーボン粉末とを用いたりしてもよい。この場合には、スズ粉末あるいは鉄粉末の量を金属多孔体におけるスズの含有量が1質量%以上、15質量%以下、鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下となるようにすれば、後のスズめっき工程あるいは鉄めっき工程が不要となる。   When applying conductive paint such as carbon powder, the surface of the resin molded body is conductive powder (for example, powder of metal material such as stainless steel, crystalline graphite, amorphous carbon black, etc. And a method of applying a mixture of carbon powder) and a binder. At this time, tin powder and carbon powder may be used, or iron powder and carbon powder may be used. In this case, the amount of tin powder or iron powder is such that the tin content in the metal porous body is 1% by mass or more and 15% by mass or less, and the iron content is 5% by mass or more and 25% by mass or less. Then, the subsequent tin plating process or iron plating process becomes unnecessary.

導電被覆層の目付量(付着量)は、後の工程のニッケルめっき、スズめっき又は鉄めっきの目付け量と合わせた最終的な金属組成として、スズの含有量が1質量%以上、15質量%以下、鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下となるように調整すればよい。
導電被覆層にニッケルを用いる場合は樹脂成形体表面に連続的に形成されていればよく、目付量は限定的でないが、通常5g/m2以上、15g/m2以下程度、好ましくは7g/m2以上、10g/m2以下程度とすればよい。
The basis weight (attachment amount) of the conductive coating layer is a final metal composition that is combined with the basis weight of nickel plating, tin plating or iron plating in the subsequent step, and the tin content is 1% by mass or more and 15% by mass. Hereinafter, the iron content may be adjusted to be 5% by mass or more and 25% by mass or less.
When nickel is used for the conductive coating layer, it may be formed continuously on the surface of the resin molded body, and the basis weight is not limited, but is usually about 5 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less, preferably 7 g / m 2. m 2 or more, it may be set to the degree 10 g / m 2 or less.

(電解ニッケルめっき工程)
電解ニッケルめっき処理は、常法に従って行えばよい。電解ニッケルめっき処理に用いるめっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができ、例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。
前記の無電解めっきやスパッタリングにより表面に導電層を形成された樹脂構造体をめっき浴に浸し、樹脂構造体を陰極に、ニッケル対極板を陽極に接続して直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、導電層上に、さらにニッケルの被覆を形成することができる。
電解ニッケルめっき層の目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成としてスズの含有量が1質量%以上、15質量%以下となるように調整すればよい。
(Electrolytic nickel plating process)
What is necessary is just to perform an electrolytic nickel plating process in accordance with a conventional method. As the plating bath used for the electrolytic nickel plating treatment, a known or commercially available bath can be used, and examples thereof include a watt bath, a chloride bath, a sulfamic acid bath, and the like.
The resin structure having a conductive layer formed on the surface by electroless plating or sputtering is immersed in a plating bath, and the resin structure is connected to the cathode and the nickel counter electrode is connected to the anode, and direct current or pulsed intermittent current is applied. Thus, a nickel coating can be further formed on the conductive layer.
What is necessary is just to adjust the basis weight of an electrolytic nickel plating layer so that content of tin may be 1 to 15 mass% as a final metal composition of a metal porous body.

(スズめっき工程)
樹脂構造体にスズめっき層を形成する工程は、例えば、次のようにして行うことができる。すなわち、硫酸浴としてを、硫酸第一スズ 55g/L、硫酸 100g/L、クレゾールスルホン酸 100g/L、ゼラチン 2g/L、βナフトール 1g/Lの組成のめっき浴を用意し、陰極電流密度を2A/dm2、陽極電流密度を1A/dm2以下とし、温度を20℃、攪拌(陰極揺動)を2m/分とすることで、スズめっき層の形成を行うことができる。
スズめっきの目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成としてスズの含有量が1質量%以上、15質量%以下となるように調整すればよい。
(Tin plating process)
The step of forming the tin plating layer on the resin structure can be performed, for example, as follows. That is, as a sulfuric acid bath, a plating bath having a composition of stannous sulfate 55 g / L, sulfuric acid 100 g / L, cresol sulfonic acid 100 g / L, gelatin 2 g / L, β naphthol 1 g / L is prepared, and the cathode current density is set. By setting the anode current density to 2 A / dm 2 , the anode current density to 1 A / dm 2 or less, the temperature to 20 ° C., and stirring (cathode oscillation) to 2 m / min, the tin plating layer can be formed.
The basis weight of tin plating may be adjusted so that the final metal composition of the metal porous body has a tin content of 1% by mass or more and 15% by mass or less.

スズめっきの密着性を向上させるため、直前にストライクニッケルめっきを行って、金属多孔体の表面酸化膜を除去し、乾燥させずに濡れたままスズめっき液に投入することが望ましい。これによりめっき層の密着性を高めることができる。
ストライクニッケルめっきの条件は、例えば次のようにすることができる。すなわち、ウッドストライクニッケル浴として、塩化ニッケル 240g/L、塩酸(比重1.18程度のもの) 125ml/Lの組成のものを用意し、温度を室温にして、陽極にニッケルまたはカーボンを用いることで行うことができる。
In order to improve the adhesion of tin plating, it is desirable to perform strike nickel plating immediately before to remove the surface oxide film of the metal porous body and put it into the tin plating solution without getting dried. Thereby, the adhesiveness of a plating layer can be improved.
The conditions for strike nickel plating can be as follows, for example. That is, by preparing a wood strike nickel bath having a composition of nickel chloride 240 g / L, hydrochloric acid (having a specific gravity of about 1.18) 125 ml / L, setting the temperature to room temperature, and using nickel or carbon for the anode It can be carried out.

以上のめっき手順をまとめると、エースクリーンによる脱脂(陰極電解脱脂5A/dm2×1分)、湯洗、水洗、酸活性(塩酸浸漬1分)、ウッドストライクニッケルめっき処理(5〜10A/dm2×1分)、洗浄して乾燥させずにスズめっきへ処理、水洗・乾燥、となる。 The above plating procedure is summarized as follows: degreasing with an A-screen (cathodic electrolytic degreasing 5 A / dm 2 × 1 minute), hot water washing, water washing, acid activity (hydrochloric acid immersion 1 minute), wood strike nickel plating treatment (5 to 10 A / dm 2 × 1 min), processed to tin plating, washed and dried without washing and drying.

(鉄めっき工程)
樹脂構造体にスズめっき層を形成する工程は、例えば、次のようにして行うことができる。すなわち、めっき浴としては、例えば、FeCl2・4H2Oを2.00mol/L、CaCl2を1.5mol/L、サッカリンを10mmol/L、CH3(CH26CH2OSO3Naを0.30mmol/Lの電気鉄めっき液を使用することができる。なお、この例では、サッカリンは応力緩和剤として、ラウリル硫酸ナトリウムは水素ガス脱泡剤として添加するものである。また、めっき液のpHは2に調整し、浴温は50℃程度にすればよい。
鉄めっきの目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成として鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下となるように調整すればよい。
(Iron plating process)
The step of forming the tin plating layer on the resin structure can be performed, for example, as follows. That is, as a plating bath, for example, FeCl 2 .4H 2 O is 2.00 mol / L, CaCl 2 is 1.5 mol / L, saccharin is 10 mmol / L, and CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 OSO 3 Na is used. An electroiron plating solution of 0.30 mmol / L can be used. In this example, saccharin is added as a stress relaxation agent, and sodium lauryl sulfate is added as a hydrogen gas defoaming agent. The pH of the plating solution may be adjusted to 2 and the bath temperature may be about 50 ° C.
The basis weight of the iron plating may be adjusted so that the final metal composition of the metal porous body has an iron content of 5% by mass or more and 25% by mass or less.

(スズと鉄との合金めっき工程)
樹脂構造体にスズと鉄の合金めっき層を形成する工程は、例えば、次のようにして行うことができる。すなわち、めっき浴としては、例えば、SnSO4を0.1mol/L、FeSO4を0.05mol/L、グルコン酸ナトリウム0.3mol/L、ポリエチレングリコール1g/Lのスズ鉄合金めっき液を使用することができる。また、pHは4に調整し、浴温は30℃程度にすればよい。
スズと鉄との合金めっきの目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成として、スズの含有量が1質量%以上、25質量%以下であり、鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下となるように調整すればよい。
(Alloy plating process of tin and iron)
The step of forming the tin-iron alloy plating layer on the resin structure can be performed, for example, as follows. That is, as a plating bath, for example, a tin-iron alloy plating solution of 0.1 mol / L of SnSO 4 , 0.05 mol / L of FeSO 4 , 0.3 mol / L of sodium gluconate, and 1 g / L of polyethylene glycol is used. be able to. The pH may be adjusted to 4 and the bath temperature may be about 30 ° C.
The basis weight of the alloy plating of tin and iron is, as the final metal composition of the metal porous body, the tin content is 1% by mass or more and 25% by mass or less, and the iron content is 5% by mass or more. What is necessary is just to adjust so that it may become 25 mass% or less.

(ニッケルと鉄との合金めっき工程)
樹脂構造体にニッケルと鉄との合金めっき層を形成する工程は、例えば、次のようにして行うことができる。すなわち、めっき浴としは、例えば、塩化ニッケル(II)170mmol/L、硫酸ニッケル(II)80mmol/L、硫酸鉄(II)11mmol/L、ホウ酸404mmol/L、塩化アンモニウム187mmol/L、サッカリン5.5mmol/Lのニッケル鉄電気めっき液を使用することができる。また、pHは2.5に調整し、浴温は30℃程度にすればよい。
ニッケルと鉄との合金めっきの目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成として、スズの含有量が1質量%以上、25質量%以下であり、鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下であり、残部がニッケルとなるように調整すればよい。
(Nickel and iron alloy plating process)
The step of forming the alloy plating layer of nickel and iron on the resin structure can be performed, for example, as follows. That is, as a plating bath, for example, nickel chloride (II) 170 mmol / L, nickel sulfate (II) 80 mmol / L, iron (II) sulfate 11 mmol / L, boric acid 404 mmol / L, ammonium chloride 187 mmol / L, saccharin 5 A nickel iron electroplating solution of .5 mmol / L can be used. The pH may be adjusted to 2.5 and the bath temperature may be about 30 ° C.
The basis weight of the alloy plating of nickel and iron is, as a final metal composition of the metal porous body, the tin content is 1% by mass or more and 25% by mass or less, and the iron content is 5% by mass or more. What is necessary is just to adjust so that it may be 25 mass% or less and the remainder will be nickel.

(めっき時のめっき液の循環)
三次元網目状構造を有する樹脂成形体のような基材へのめっきは、一般的に内部へ均一にめっきすることが難しい。内部への未着を防いだり、内部と外部のめっき付着量の差を低減したりするために、めっき液を循環させることが好ましい。循環の方法としては、ポンプを使用したり、めっき槽内部にファンを設置したりするなどの方法がある。また、これらの方法を用いて樹脂成形体にめっき液を吹き付けたり、吸引口に樹脂成形体を隣接させたりすると、樹脂成形体の内部にめっき液の流れができやすくなって効果的である。
(Plating solution circulation during plating)
In general, it is difficult to uniformly plate a substrate such as a resin molded body having a three-dimensional network structure. It is preferable to circulate the plating solution in order to prevent non-attachment to the inside or to reduce the difference in the amount of plating adhesion between the inside and the outside. As a circulation method, there are methods such as using a pump and installing a fan inside the plating tank. Also, if a plating solution is sprayed onto the resin molded body using these methods, or if the resin molded body is placed adjacent to the suction port, the plating solution can easily flow inside the resin molded body, which is effective.

(樹脂成形体の除去)
表面に金属めっき層が形成された樹脂構造体から基材として用いた樹脂成形体を除去する方法は限定的でなく、薬品による処理や、焼却による燃焼除去の方法が挙げられる。焼却による場合には、例えば、600℃程度以上の大気等の酸化性雰囲気下で加熱すればよい。
得られた金属多孔体を還元性雰囲気下で加熱処理して金属を還元することにより、ニッケルとスズと鉄とを含む金属多孔体が得られる。
(Removal of molded resin)
The method of removing the resin molded body used as the base material from the resin structure having the metal plating layer formed on the surface is not limited, and examples thereof include a chemical treatment and a combustion removal method by incineration. In the case of incineration, for example, the heating may be performed in an oxidizing atmosphere such as air of about 600 ° C. or higher.
The metal porous body containing nickel, tin, and iron is obtained by heat-treating the obtained metal porous body in a reducing atmosphere to reduce the metal.

(熱処理)
金属めっき後そのままでは、金属多孔体の骨格表面の大部分がニッケルにより形成されていることがあるため、熱処理を行ってスズ成分及び鉄成分を拡散させることが必要である。スズ及び鉄の拡散は不活性雰囲気(減圧や、窒素・アルゴンなど)あるいは還元雰囲気(水素)で行うことができる。
この熱処理工程ではスズ成分及び鉄成分をニッケルめっき層中に充分に拡散させて、金属多孔体骨格の表側と内側のスズあるいは鉄の濃度比が、表側濃度/内側濃度が2/1以上、1/2以下の範囲になるようにすることが好ましい。前記濃度比は、より好ましくは3/2以上、2/3以下であり、更に好ましくは4/3以上、3/4以下であり、最も好ましくは均一に拡散させることである。
(Heat treatment)
Since the majority of the skeleton surface of the metal porous body may be formed of nickel as it is after metal plating, it is necessary to diffuse the tin component and the iron component by heat treatment. Tin and iron can be diffused in an inert atmosphere (reduced pressure, nitrogen, argon, etc.) or in a reducing atmosphere (hydrogen).
In this heat treatment step, the tin component and the iron component are sufficiently diffused in the nickel plating layer, and the concentration ratio of the front side and the inner side tin or iron of the porous metal skeleton is 2/1 or more. It is preferable to be within a range of / 2. The concentration ratio is more preferably 3/2 or more and 2/3 or less, still more preferably 4/3 or more and 3/4 or less, and most preferably it is uniformly diffused.

前記熱処理温度は、低すぎると拡散に時間がかかり、高すぎると軟化して自重で多孔体構造を損なう可能性があるため、300℃以上、1200℃以下の範囲で行うことが好ましい。前記熱処理温度は、より好ましくは500℃以上、1150℃以下であり、更に好ましくは700℃以上、1100℃以下である。   If the heat treatment temperature is too low, it takes time for diffusion, and if it is too high, the heat treatment temperature may soften and damage the porous structure due to its own weight. The heat treatment temperature is more preferably 500 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower, and still more preferably 700 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.

(金属目付量)
導電被覆層、ニッケルめっき層、スズめっき層、鉄めっき層を形成した後の金属目付量の合計量としては、金属多孔体の用途に応じて適宜変更すればよいが、例えば、200g/m2以上、2000g/m2以下とすることが好ましい。より好ましくは300g/m2以上、1200g/m2以下であり、更に好ましくは400g/m2以上、1000g/m2以下である。金属目付量の合計量を200g/m2以上とすることで金属多孔体の強度を充分にすることができる。また、金属目付量の合計量を2000g/m2以下とすることで、製造コストの上昇を抑制することができる。
(Metal weight)
The total amount of the metal basis weight after forming the conductive coating layer, the nickel plating layer, the tin plating layer, and the iron plating layer may be appropriately changed according to the use of the metal porous body. For example, 200 g / m 2 As described above, it is preferably 2000 g / m 2 or less. More preferably, they are 300 g / m < 2 > or more and 1200 g / m < 2 > or less, More preferably, they are 400 g / m < 2 > or more and 1000 g / m < 2 > or less. By setting the total amount of metal basis weight to 200 g / m 2 or more, the strength of the metal porous body can be made sufficient. Moreover, the raise of manufacturing cost can be suppressed by making the total amount of metal fabric weights into 2000 g / m < 2 > or less.

(孔径)
金属多孔体の平均孔径は金属多孔体の用途に応じて適宜変更すればよいが、例えば、150μm以上、1000μm以下とすることが好ましい。より好ましくは300μm以上、700μm以下であり、更に好ましくは350μm以上、600μm以下である。その他集電体として使用する場合は150μm以上、1000μm以下が好ましい。より好ましくは200μm以上、700μm以下であり、更に好ましくは300μm以上、600μm以下である。
なお、平均孔径は金属多孔体のセル数の逆数から求めた値である。セル数は、金属多孔体表面に長さ1インチの線を引いたときに、線と交差する最表面のセルの数を数えた数値であり、単位は個/インチである。但し、1インチは2.54センチメートルとする。
(Pore diameter)
The average pore diameter of the metal porous body may be appropriately changed according to the use of the metal porous body, but it is preferably, for example, 150 μm or more and 1000 μm or less. More preferably, they are 300 micrometers or more and 700 micrometers or less, More preferably, they are 350 micrometers or more and 600 micrometers or less. In addition, when using as an electrical power collector, 150 micrometers or more and 1000 micrometers or less are preferable. More preferably, they are 200 micrometers or more and 700 micrometers or less, More preferably, they are 300 micrometers or more and 600 micrometers or less.
The average pore diameter is a value obtained from the reciprocal of the number of cells of the metal porous body. The number of cells is a numerical value obtained by counting the number of cells on the outermost surface crossing the line when a line having a length of 1 inch is drawn on the surface of the metal porous body, and the unit is the number of cells / inch. However, 1 inch shall be 2.54 cm.

(金属多孔体の組成の確認)
誘導結合プラズマ(Inductively CoupledPlasma:ICP)を利用した定量測定を行い、含有元素の質量%を求めることができる。
(Confirmation of metal porous body composition)
Quantitative measurement using inductively coupled plasma (ICP) can be performed to determine the mass% of the contained element.

(スズ及び鉄の拡散確認)
金属多孔体について、断面からのエネルギー分散型X線分析(Energy DispersiveX-ray spectroscopy:EDX)測定を行い、骨格表側と骨格内側のスペクトルを比較することにより、スズ及び鉄の拡散状態を確認することができる。
(Diffusion confirmation of tin and iron)
To confirm the diffusion state of tin and iron by conducting energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) measurement from a cross section of a porous metal body and comparing the spectrum of the skeleton front side and the skeleton inside Can do.

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明の金属多孔体等はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, these Examples are illustrations, Comprising: The metal porous body of this invention etc. are not limited to these. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and includes meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

<金属多孔体の製造>
[金属多孔体1]
(三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理)
三次元網目状構造を有する樹脂成形体として、2.0mm厚のポリウレタンシート(セル数27〜33個/inch、平均セル径900μm、気効率94体積%)を用いた。このポリウレタンシートの表面を導電化するために、粒径0.01〜0.2μmの非晶性炭素であるカーボンブラック100gを0.5Lの10%アクリル酸エステル系樹脂水溶液に分散した導電性塗料を作製した。そして、前記ポリウレタンシートを前記塗料に連続的に漬け、ロールで絞った後に乾燥させることで前記ポリウレタンシータに導電化処理を施した。これによりポリウレタンシート(三次元網目状構造を有するシート状の樹脂成形体)の表面に導電被覆層が形成された。
<Manufacture of metal porous body>
[Metal porous body 1]
(Conductive treatment of resin moldings with a three-dimensional network structure)
As a resin molded body having a three-dimensional network structure, a 2.0 mm-thick polyurethane sheet (27 to 33 cells / inch, average cell diameter of 900 μm, gas efficiency of 94 vol%) was used. In order to make the surface of this polyurethane sheet conductive, a conductive paint in which 100 g of carbon black, which is amorphous carbon having a particle size of 0.01 to 0.2 μm, is dispersed in 0.5 L of a 10% aqueous acrylate resin solution. Was made. Then, the polyurethane sheet was continuously immersed in the paint, squeezed with a roll, and then dried, so that the polyurethane sheeter was subjected to a conductive treatment. As a result, a conductive coating layer was formed on the surface of the polyurethane sheet (a sheet-like resin molded body having a three-dimensional network structure).

(ニッケルめっき)
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、目付け374g/m2のニッケルめっきを施し、ニッケルめっき層を形成した。めっき液としては、スルファミン酸ニッケルめっき液を用いた。スルファミン酸浴は、スルファミン酸ニッケル450g/Lと硼酸30g/Lの濃度の水溶液で、pHを4に調製した。そして、温度を55℃とし、電流密度を20ASD(A/dm2)としてニッケルめっきを行った。これによりニッケルを含む樹脂構造体が得られた。
(Nickel plating)
The polyurethane sheet whose surface was made conductive as described above was subjected to nickel plating with a basis weight of 374 g / m 2 to form a nickel plating layer. As the plating solution, a nickel sulfamate plating solution was used. The sulfamic acid bath was an aqueous solution having a concentration of 450 g / L nickel sulfamate and 30 g / L boric acid, and the pH was adjusted to 4. Nickel plating was performed at a temperature of 55 ° C. and a current density of 20 ASD (A / dm 2 ). Thereby, a resin structure containing nickel was obtained.

(スズめっき)
上記で作製したニッケルを含む樹脂構造体の表面に目付け162g/m2のスズめっきを施し、スズめっき層を形成した。スズめっき液としては、水1000gに対し、硫酸第一スズ55g/L、硫酸100g/L、クレゾールスルホン酸100g/L、ゼラチン2g/L、βナフトール1g/Lの組成としたものを使用した。また、めっき浴の浴温は20℃とし、陽極電流密度は1A/dm2とした。めっき液は陰極揺動により2m/分となるように攪拌した。
(Tin plating)
A tin plating layer having a basis weight of 162 g / m 2 was applied to the surface of the resin structure containing nickel prepared above to form a tin plating layer. As a tin plating solution, a composition having a composition of 55 g / L of stannous sulfate, 100 g / L of sulfuric acid, 100 g / L of cresolsulfonic acid, 2 g / L of gelatin, and 1 g / L of β-naphthol with respect to 1000 g of water was used. The bath temperature of the plating bath was 20 ° C., and the anode current density was 1 A / dm 2 . The plating solution was stirred so as to be 2 m / min by the cathode swing.

(鉄めっき)
上記で作製したニッケルとスズとを含む樹脂構造体の表面に目付け169g/m2の鉄めっきを施し、鉄めっき層を形成した。鉄めっき液としては、FeCl2・4H2Oを2.00mol/L、CaCl2を1.5mol/L、サッカリンを10mmol/L、CH3(CH2)6CH2OSO3Naを0.30mmol/Lの電気鉄めっき液を使用した。サッカリンは応力緩和剤として、ラウリル硫酸ナトリウムは水素ガス脱泡剤として添加した。めっき液のpHは2に調整し、浴温は50℃とした。
陽極電流密度は1A/dm2とした。めっき液は陰極揺動により2m/分となるように攪拌した。
(Iron plating)
The surface of the resin structure containing nickel and tin produced as described above was subjected to iron plating with a basis weight of 169 g / m 2 to form an iron plating layer. As the iron plating solution, FeCl 2 .4H 2 O is 2.00 mol / L, CaCl 2 is 1.5 mol / L, saccharin is 10 mmol / L, CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 OSO 3 Na is 0.30 mmol. An / L electric iron plating solution was used. Saccharin was added as a stress relaxation agent, and sodium lauryl sulfate was added as a hydrogen gas defoaming agent. The pH of the plating solution was adjusted to 2, and the bath temperature was 50 ° C.
The anode current density was 1 A / dm 2 . The plating solution was stirred so as to be 2 m / min by the cathode swing.

(樹脂成形体の除去及び金属の拡散)
前記ニッケルとスズと鉄とを含む樹脂構造体を大気中1000℃で15分間加熱することによって基材(ポリウレタンシート)を燃焼除去した。このとき金属多孔体も一部酸化されるため、その後更に、還元(水素)雰囲気で1000℃、20分の条件で還元処理を行った。
EDXスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズ及び鉄は満遍なく拡散していると考えられる。
(Removal of molded resin and diffusion of metal)
The base material (polyurethane sheet) was burned and removed by heating the resin structure containing nickel, tin and iron at 1000 ° C. for 15 minutes in the atmosphere. At this time, since the metal porous body is also partially oxidized, reduction treatment was further performed in a reducing (hydrogen) atmosphere at 1000 ° C. for 20 minutes.
In the EDX spectrum comparison, there is no difference between the front side and the inner side, and it is considered that tin and iron are evenly diffused.

[金属多孔体2]〜[金属多孔体21]
上記の[金属多孔体1]の製造において、ニッケルめっきの目付量、スズめっきの目付量、及び鉄めっきの目付量を下記表1に示す通りにした以外は[金属多孔体1]と同様にして[金属多孔体2]〜[金属多孔体21]を製造した。各めっきの目付量は、所望の組成比のSn及びFeめっきを施した後に約700g/m2になるように調整した。
なお、[金属多孔体1]〜[金属多孔体13]は実施例であり、[金属多孔体14]〜[金属多孔体21]は比較例である。
[Metal porous body 2] to [Metal porous body 21]
In the production of [Metal porous body 1], the same as [Metal porous body 1] except that the basis weight of nickel plating, the basis weight of tin plating, and the basis weight of iron plating were as shown in Table 1 below. [Metal porous body 2] to [Metal porous body 21] were manufactured. The basis weight of each plating was adjusted to be about 700 g / m 2 after Sn and Fe plating having a desired composition ratio was applied.
[Metal porous body 1] to [metal porous body 13] are examples, and [metal porous body 14] to [metal porous body 21] are comparative examples.

[金属多孔体22]
(ニッケルめっき)
上記の[金属多孔体1]の製造方法と同様にして、ポリウレタンシートを導電化処理した後、表面に目付け370g/m2のニッケルめっきを施した。ニッケルのめっきは[金属多孔体1]の製造方法と同様にして行った。
(スズと鉄との合金めっき)
上記で作製したニッケルを含む樹脂構造体の表面に、スズの目付け量が178g/m2、鉄の目付け量が164g/m2となるように、スズと鉄の合金めっきを施した。めっき液としては、SnSO4を0.1mol/L、FeSO4を0.05mol/L、グルコン酸ナトリウム0.3mol/L、ポリエチレングリコール1g/Lのスズ鉄合金めっき液を使用した。pHは4に調整し、浴温は30℃とし、電流密度は1A/dm2とした。また、めっき液は陰極揺動により2m/分となるように攪拌した。
(樹脂成形体の除去及び金属の拡散)
上記で得られたニッケルとスズと鉄とを含む樹脂構造体について、基材の燃焼除去と金属の還元処理を、前記[金属多孔体1]の製造方法と同様にして行った。
得られた金属多孔体は、EDXスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズ及び鉄は満遍なく拡散していると考えられる。
[Metal porous body 22]
(Nickel plating)
The polyurethane sheet was subjected to a conductive treatment in the same manner as in the method for producing [Metal porous body 1], and then the surface was subjected to nickel plating with a basis weight of 370 g / m 2 . Nickel plating was performed in the same manner as in [Metal porous body 1].
(Alloy plating of tin and iron)
On the surface of the resin structure containing nickel prepared above, 178 g / m 2 is basis weight of tin, as the basis weight of the iron is 164 g / m 2, was subjected to alloy plating of tin and iron. As the plating solution, a tin-iron alloy plating solution of SnSO 4 of 0.1 mol / L, FeSO 4 of 0.05 mol / L, sodium gluconate 0.3 mol / L, and polyethylene glycol 1 g / L was used. The pH was adjusted to 4, the bath temperature was 30 ° C., and the current density was 1 A / dm 2 . Further, the plating solution was stirred so as to be 2 m / min by the cathode swing.
(Removal of molded resin and diffusion of metal)
About the resin structure containing nickel, tin, and iron obtained above, combustion removal of the base material and metal reduction treatment were performed in the same manner as in the method for producing [Metal porous body 1].
The obtained metal porous body has no difference between the front side and the inner side in the EDX spectrum comparison, and it is considered that tin and iron are evenly diffused.

[金属多孔体23]
上記の[金属多孔体22]の製造において、ニッケルめっきの目付量、スズめっきの目付量、及び鉄めっきの目付量を下記表1に示す通りにした以外は[金属多孔体22]と同様にして[金属多孔体23]を製造した。
[Metal porous body 23]
In the production of the above [Metal porous body 22], the same as [Metal porous body 22] except that the basis weight of nickel plating, the basis weight of tin plating, and the basis weight of iron plating were as shown in Table 1 below. Thus, [metal porous body 23] was produced.

[金属多孔体24]
(三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理)
[金属多孔体1]の製造において使用したポリウレタンシートを、スズ粉末を含む導電性塗料を用いて導電化処理した以外は[金属多孔体1]と同様にしてポリウレタンシートを導電化処理した。導電性塗料におけるスズ粉末の含有量は6質量%となるようにした。ポリウレタンシート表面のスズの目付けは171g/m2となった。
(ニッケルめっき)
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、目付け364g/m2のニッケルめっきを施してニッケルめっき層を形成した。ニッケルめっきは[金属多孔体1]の製造方法と同様の条件により行った。但し、電流密度は1A/dm2となるようにし、また、めっき液は陰極揺動により2m/分となるように攪拌した。
(鉄めっき)
上記で作製したスズとニッケルとを含む樹脂構造体の表面に目付け178g/m2の鉄めっきを施し、鉄めっき層を形成した。鉄めっきは[金属多孔体1]の製造方法と同様の条件により行った。
(樹脂成形体の除去及び金属の拡散)
上記で得られたニッケルとスズと鉄とを含む樹脂構造体について、基材の燃焼除去と金属の還元処理を、前記[金属多孔体1]の製造方法と同様にして行った。
得られた金属多孔体は、EDXスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズ及び鉄は満遍なく拡散していると考えられる。
[Metal porous body 24]
(Conductive treatment of resin moldings with a three-dimensional network structure)
The polyurethane sheet used in the production of [Metal porous body 1] was subjected to a conductive treatment in the same manner as [Metal porous body 1] except that a conductive coating containing tin powder was used. The content of tin powder in the conductive paint was 6% by mass. The basis weight of tin on the surface of the polyurethane sheet was 171 g / m 2 .
(Nickel plating)
The polyurethane sheet whose surface was made conductive as described above was subjected to nickel plating with a basis weight of 364 g / m 2 to form a nickel plating layer. Nickel plating was performed under the same conditions as in the method for producing [Metal porous body 1]. However, the current density was adjusted to 1 A / dm 2, and the plating solution was stirred so as to be 2 m / min due to the cathode swing.
(Iron plating)
The surface of the resin structure containing tin and nickel produced as described above was subjected to iron plating at a weight of 178 g / m 2 to form an iron plating layer. Iron plating was performed under the same conditions as in the method for producing [Metal porous body 1].
(Removal of molded resin and diffusion of metal)
About the resin structure containing nickel, tin, and iron obtained above, combustion removal of the base material and metal reduction treatment were performed in the same manner as in the method for producing [Metal porous body 1].
The obtained metal porous body has no difference between the front side and the inner side in the EDX spectrum comparison, and it is considered that tin and iron are evenly diffused.

[金属多孔体25]
上記の[金属多孔体24]の製造において、ニッケルめっきの目付量、スズめっきの目付量、及び鉄めっきの目付量を下記表1に示す通りにした以外は[金属多孔体24]と同様にして[金属多孔体25]を製造した。
[Metal porous body 25]
In the production of the above [metal porous body 24], the same as [metal porous body 24] except that the basis weight of nickel plating, the basis weight of tin plating, and the basis weight of iron plating were as shown in Table 1 below. Thus, [metal porous body 25] was produced.

[金属多孔体26]
(三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理)
[金属多孔体24]の製造と同様にしてポリウレタンシート表面のスズの目付けが175g/m2となるようにしてポリウレタンシートを導電化処理した。
(ニッケルと鉄との合金めっき)
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、ニッケルの目付け量が358g/m2、鉄の目付け量が168g/m2となるように、ニッケルと鉄との合金めっきを形成した。ニッケルめっきを施してニッケルめっき層を形成した。めっき液としては、塩化ニッケル(II)170mmol/L、硫酸ニッケル(II)80mmol/L、硫酸鉄(II)11mmol/L、ホウ酸404mmol/L、塩化アンモニウム187mmol/L、サッカリン5.5mmol/Lのニッケル鉄電気めっき液を使用した。めっき液のpHは2.5に調整し、浴温は30℃とし、電流密度は1A/dm2とした。また、めっき液は陰極揺動により2m/分となるように攪拌した。
(樹脂成形体の除去及び金属の拡散)
上記で得られたニッケルとスズと鉄とを含む樹脂構造体について、基材の燃焼除去と金属の還元処理を、前記[金属多孔体1]の製造方法と同様にして行った。
得られた金属多孔体は、EDXスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズ及び鉄は満遍なく拡散していると考えられる。
[Metal porous body 26]
(Conductive treatment of resin moldings with a three-dimensional network structure)
In the same manner as the preparation of [metal porous body 24 'is the basis weight of tin polyurethane sheet surface is conductive treatment a polyurethane sheet as a 175 g / m 2.
(Alloy plating of nickel and iron)
An alloy plating of nickel and iron was formed on the polyurethane sheet having a conductive surface as described above so that the basis weight of nickel was 358 g / m 2 and the basis weight of iron was 168 g / m 2 . Nickel plating was performed to form a nickel plating layer. As a plating solution, nickel chloride (II) 170 mmol / L, nickel sulfate (II) 80 mmol / L, iron (II) sulfate 11 mmol / L, boric acid 404 mmol / L, ammonium chloride 187 mmol / L, saccharin 5.5 mmol / L The nickel iron electroplating solution was used. The pH of the plating solution was adjusted to 2.5, the bath temperature was 30 ° C., and the current density was 1 A / dm 2 . Further, the plating solution was stirred so as to be 2 m / min by the cathode swing.
(Removal of molded resin and diffusion of metal)
About the resin structure containing nickel, tin, and iron obtained above, combustion removal of the base material and metal reduction treatment were performed in the same manner as in the method for producing [Metal porous body 1].
The obtained metal porous body has no difference between the front side and the inner side in the EDX spectrum comparison, and it is considered that tin and iron are evenly diffused.

[金属多孔体27]
上記の[金属多孔体26]の製造において、ニッケルめっきの目付量、スズめっきの目付量、及び鉄めっきの目付量を下記表1に示す通りにした以外は[金属多孔体26]と同様にして[金属多孔体27]を製造した。
なお、[金属多孔体22]〜[金属多孔体27]は実施例である。
[Metal porous body 27]
In the production of the above [metal porous body 26], the same procedure as in [metal porous body 26] was performed except that the basis weight of nickel plating, the basis weight of tin plating, and the basis weight of iron plating were as shown in Table 1 below. Thus, [Metal porous body 27] was produced.
[Metal porous body 22] to [Metal porous body 27] are examples.

<金属多孔体の評価>
(圧縮荷重試験)
前記[金属多孔体1]〜[金属多孔体27]をそれぞれ20mm×20mmの大きさに切り取って試験片とし、荷重を付加した際の変化量を測定するという圧縮荷重試験を行った。そしてその結果に基づいてSSカーブ(Stress−Strain Curve、応力−ひずみ曲線)を作成し、変曲点荷重を調べた。その結果を表2に表す。
<Evaluation of metal porous body>
(Compressive load test)
The [metal porous body 1] to [metal porous body 27] were each cut into a size of 20 mm × 20 mm to form a test piece, and a compression load test was performed in which a change amount when a load was applied was measured. And based on the result, SS curve (Stress-Strain Curve, stress-strain curve) was created, and the inflection point load was examined. The results are shown in Table 2.

また、[金属多孔体8]及び[金属多孔体9]について、上記のようにしてそれぞれ2つの試験片を作製し、その圧縮荷重試験により得られたSSカーブを図1A、図1Bに示す。図1A、図1Bのグラフにおいて、縦軸は金属多孔体に加えた加圧力(N)を表し、横軸は金属多孔体の変位(mm)を表す。
参考として、特開2010−171154号公報に記載の方法によって得たニッケル−クロム多孔体(Cr40質量%)の試験片を作製し、圧縮荷重試験を行って得たSSカーブを図1Cに示す。また、鉄を含まず、スズの含有量が10質量%、15質量%、17質量%のニッケル−スズ多孔体を作製し、その試験片を用いて圧縮荷重試験を行って得たSSカーブを図1Dに示す。
これらの結果より、本発明の実施形態に係る金属多孔体は、ニッケル−スズ多孔体よりもはるかに強度が向上しており、ニッケル−クロム多孔体と同等の強度を有していることが示された。また、鉄の含有量が多い金属多孔体ほど強度が向上していた。
Further, for [Metal porous body 8] and [Metal porous body 9], two test pieces were prepared as described above, and SS curves obtained by the compression load test are shown in FIGS. 1A and 1B. In the graphs of FIGS. 1A and 1B, the vertical axis represents the applied pressure (N) applied to the porous metal body, and the horizontal axis represents the displacement (mm) of the porous metal body.
For reference, an SS curve obtained by preparing a test piece of a nickel-chromium porous body (Cr 40 mass%) obtained by the method described in JP 2010-171154 A and performing a compression load test is shown in FIG. 1C. In addition, an SS curve obtained by producing a nickel-tin porous body containing no iron and having a tin content of 10% by mass, 15% by mass, and 17% by mass and performing a compression load test using the test piece is shown. Shown in FIG. 1D.
From these results, it is shown that the metal porous body according to the embodiment of the present invention is much stronger than the nickel-tin porous body and has the same strength as the nickel-chromium porous body. It was done. Further, the strength of the metal porous body with a higher iron content was improved.

(加熱試験後の重量増加)
前記[金属多孔体1]〜[金属多孔体27]をそれぞれ50mm×50mmの大きさに切り取って試験片とし、重量を測定した。そして、これらの試験片を750℃の大気下に1時間、静置した。
その後、各試験片を取り出して重量を測定し、金属が酸化したことによる重量変化を測定した。結果を表2に示す。
(Weight increase after heating test)
Each of the [metal porous body 1] to [metal porous body 27] was cut into a size of 50 mm × 50 mm to obtain a test piece, and the weight was measured. And these test pieces were left still in 750 degreeC air | atmosphere for 1 hour.
Then, each test piece was taken out and weighed, and the weight change due to metal oxidation was measured. The results are shown in Table 2.

[金属多孔体1]〜[金属多孔体13]、[金属多孔体22]〜[金属多孔体27]は加熱処理後に表面の色が黒っぽく変化したものの重量変化は少なく、酸化量が少なかった。また、スズの含有量が多い金属多孔体ほど酸化量が少ないことが示された。
[金属多孔体14]のニッケル多孔体は加熱処理後には緑色に変化しており、重量変化も大きく、酸化量が多かった。
[Metal porous body 1] to [Metal porous body 13] and [Metal porous body 22] to [Metal porous body 27] had a change in weight and a small amount of oxidation although the surface color changed to black after heat treatment. Moreover, it was shown that the amount of oxidation is so small that a metal porous body with much tin content.
The nickel porous body of [Metal porous body 14] changed to green after the heat treatment, the weight change was large, and the oxidation amount was large.

(X線回折法による測定)
[金属多孔体5]、[金属多孔体8]及び[金属多孔体9]について、X線回折法によりこれらの金属多孔体の回折X線強度を測定し、RIR(Reference Intensity Ratios)法によって各金属多孔体におけるNiFe及びNi3Snの含有量を定量した。
その結果、[金属多孔体8]はNiとSnとFeとが固溶した状態のものの含有量が96質量%であり、Ni3Snの含有量が4質量%であった。[金属多孔体9]はNi-Sn-Fe固容体の含有量が99質量%であり、Ni3Snの含有量が1質量%であった。また、[金属多孔体5]はNi-Sn-Fe固容体の含有量が93質量%であり、Ni3Snの含有量が7質量%であった。
図2Aに[金属多孔体8]のX線回折スペクトルを、図2Bに[金属多孔体9]のX線回折スペクトルを、図2Cに[金属多孔体5]のX線回折スペクトルを示す。図2A〜図2Cにおいて、横軸は回折角2θ(deg)を表し、縦軸は強度(cps)を表す。
(Measurement by X-ray diffraction method)
With respect to [Metal porous body 5], [Metal porous body 8] and [Metal porous body 9], the diffraction X-ray intensity of these metal porous bodies is measured by X-ray diffraction method, and each of them is measured by RIR (Reference Intensity Ratios) method. The contents of NiFe and Ni 3 Sn in the metal porous body were quantified.
As a result, the content of [metal porous body 8] in a state where Ni, Sn, and Fe were in solid solution was 96% by mass, and the content of Ni 3 Sn was 4% by mass. [Metal porous body 9] is 99 wt% content of Ni-Sn-Fe solid solution, the content of Ni 3 Sn was 1 mass%. Further, [the metal porous body 5] is 93 wt% content of Ni-Sn-Fe solid solution, the content of Ni 3 Sn was 7 mass%.
2A shows the X-ray diffraction spectrum of [Metal porous body 8], FIG. 2B shows the X-ray diffraction spectrum of [Metal porous body 9], and FIG. 2C shows the X-ray diffraction spectrum of [Metal porous body 5]. 2A to 2C, the horizontal axis represents the diffraction angle 2θ (deg), and the vertical axis represents the intensity (cps).

(走査型電子顕微鏡による観察)
[金属多孔体8]の骨格表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した結果を図3Aに示す。また、図3Aと同じ視野においてスズ成分の存在位置をEDXにより確認した結果を図3Bに示す。更に、図3Aと同じ視野において鉄成分の存在位置をEDXにより確認した結果を図3Cに示す。
これにより、スズと鉄とは金属多孔体の骨格中に均一に拡散していることが示された。
(Observation with a scanning electron microscope)
The result of observing the skeleton surface of [metal porous body 8] with a scanning electron microscope (SEM) is shown in FIG. 3A. Moreover, the result of having confirmed the presence position of a tin component by EDX in the same visual field as FIG. 3A is shown to FIG. 3B. Further, FIG. 3C shows the result of confirming the existence position of the iron component by EDX in the same field of view as FIG. 3A.
As a result, it was shown that tin and iron were uniformly diffused in the skeleton of the porous metal body.

Claims (6)

ニッケルとスズと鉄とを含む三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、
前記スズの含有量が1質量%以上、25質量%以下であり、
前記鉄の含有量が5質量%以上、25質量%以下である金属多孔体。
A porous metal body having a three-dimensional network structure including nickel, tin, and iron,
The tin content is 1% by mass or more and 25% by mass or less,
The metal porous body whose content of the said iron is 5 mass% or more and 25 mass% or less.
Ni3Snの含有量が1質量%以上、30質量%以下である請求項1に記載の金属多孔体。 The metal porous body according to claim 1, wherein the content of Ni 3 Sn is 1% by mass or more and 30% by mass or less. 三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、スズめっき層、及び鉄めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
A step of conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure;
Forming a resin structure by forming a nickel plating layer, a tin plating layer, and an iron plating layer on the resin molded body; and
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.
三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、及びスズと鉄との合金めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
A step of conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure;
Forming a nickel plating layer and an alloy plating layer of tin and iron on the resin molded body to form a resin structure;
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.
三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体に、ニッケルめっき層、及び鉄めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
A step of conducting the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin; and
Forming a nickel plated layer and an iron plated layer on the resin molded body to form a resin structure; and
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.
三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にニッケルと鉄との合金めっき層を形成して樹脂構造体を形成する工程と、
前記樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズと鉄とを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
A step of conducting the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin; and
Forming a resin structure by forming an alloy plating layer of nickel and iron on the surface of the resin molded body;
Heat treating the resin structure to diffuse nickel, tin and iron;
The manufacturing method of the metal porous body containing this.
JP2013207623A 2013-10-02 2013-10-02 Porous metal body and method for producing porous metal body Active JP6148141B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013207623A JP6148141B2 (en) 2013-10-02 2013-10-02 Porous metal body and method for producing porous metal body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013207623A JP6148141B2 (en) 2013-10-02 2013-10-02 Porous metal body and method for producing porous metal body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015071804A JP2015071804A (en) 2015-04-16
JP6148141B2 true JP6148141B2 (en) 2017-06-14

Family

ID=53014370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013207623A Active JP6148141B2 (en) 2013-10-02 2013-10-02 Porous metal body and method for producing porous metal body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6148141B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6663584B2 (en) * 2015-08-04 2020-03-13 住友電気工業株式会社 Porous metal body, fuel cell, and method for manufacturing porous metal body
US11271215B2 (en) 2017-07-18 2022-03-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Metal porous body and current collector for nickel-metal hydride battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002514266A (en) * 1997-02-25 2002-05-14 エルテック・システムズ・コーポレーション Manufacture of conductive metal supports for battery electrodes
GB0116203D0 (en) * 2001-07-03 2001-08-22 Federal Mogul Sintered Prod Sintered cobalt-based and nickel-based alloys
JP5759169B2 (en) * 2010-12-24 2015-08-05 住友電気工業株式会社 Metal porous body having high corrosion resistance and method for producing the same
JP2013133504A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Toyama Sumitomo Denko Kk Method for producing metal porous body, and metal porous body

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015071804A (en) 2015-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200373586A1 (en) Highly corrosion-resistant porous metal body
JP5759169B2 (en) Metal porous body having high corrosion resistance and method for producing the same
KR102194260B1 (en) Porous metal body and method for producing porous metal body
EP2666890B1 (en) Porous metal having high corrosion resistance and process for producing same
TWI478185B (en) Super capacitor and method for manufacturing the same
JP6055379B2 (en) Porous metal body, method for producing porous metal body, and fuel cell
JP5369050B2 (en) Metal porous body with high corrosion resistance
JP6663584B2 (en) Porous metal body, fuel cell, and method for manufacturing porous metal body
WO2013099532A1 (en) Method for producing porous metal body and porous metal body
JP6148141B2 (en) Porous metal body and method for producing porous metal body
JP5735265B2 (en) Method for producing porous metal body having high corrosion resistance
JP2013008540A (en) Collector for nonaqueous electrolyte secondary battery and electrode using the same
JP5635382B2 (en) Method for producing porous metal body having high corrosion resistance
EP2644722B1 (en) Method for producing highly corrosion-resistant porous metal body
WO2019207964A1 (en) Aluminum porous body, electrode, electricity storage device, and method for producing aluminum porous body

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170427

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6148141

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250