JPH0820831A - 金属多孔体の製造方法 - Google Patents
金属多孔体の製造方法Info
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- JPH0820831A JPH0820831A JP6155941A JP15594194A JPH0820831A JP H0820831 A JPH0820831 A JP H0820831A JP 6155941 A JP6155941 A JP 6155941A JP 15594194 A JP15594194 A JP 15594194A JP H0820831 A JPH0820831 A JP H0820831A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池用電極、各種フィルター、触媒の担持体
等として用いるのに適した金属多孔体の製造方法に関す
る。 【構成】 平均粒子径１０μｍ以下のＮｉ粉末と第２の
金属としてＮｉの融点以下で共晶合金を形成する金属、
例えばＡｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉ
ｎ，Ｍｇ，Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒ
もしくはその酸化物の混合粉末、あるいはＮｉと上記第
２の金属との合金粉末を結合剤中に分散させたスラリー
液をつくり、このスラリー液を連通孔を有する３次元網
目状構造を有する合成樹脂多孔体に塗着させ、ついで還
元性雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気において熱処理す
る方法である。 【効果】 Ｎｉに第２の金属元素を含ませて焼結促進効
果をもたらし、強度特性に優れた金属多孔体を得る。
等として用いるのに適した金属多孔体の製造方法に関す
る。 【構成】 平均粒子径１０μｍ以下のＮｉ粉末と第２の
金属としてＮｉの融点以下で共晶合金を形成する金属、
例えばＡｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉ
ｎ，Ｍｇ，Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒ
もしくはその酸化物の混合粉末、あるいはＮｉと上記第
２の金属との合金粉末を結合剤中に分散させたスラリー
液をつくり、このスラリー液を連通孔を有する３次元網
目状構造を有する合成樹脂多孔体に塗着させ、ついで還
元性雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気において熱処理す
る方法である。 【効果】 Ｎｉに第２の金属元素を含ませて焼結促進効
果をもたらし、強度特性に優れた金属多孔体を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池用電極、各種フィル
ター、触媒の担持体等として用いるのに適した連通孔を
有する３次元網目状構造の金属多孔体の製造方法に関す
る。
ター、触媒の担持体等として用いるのに適した連通孔を
有する３次元網目状構造の金属多孔体の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】連通孔を有した３次元網目状構造の金属
多孔体の製造方法には、特開昭５７−１７４４８４など
のメッキ法によるものと、特公昭３８−１７５５４など
の焼結法によるものがある。メッキ法ではウレタンフォ
ームなどの発泡樹脂の骨格表面にカーボン粉末等を塗着
することにより導電化処理を行い、その上に電気メッキ
法により金属を電析させ、その後発泡樹脂及びカーボン
を焼失させ金属多孔体を得るという方法である。この方
法では金属多孔体に要求される強度等の特性は満足しう
るものの、その製造工程が繁雑であるためコスト高とな
る。一方、特公昭３８−１７５５４に記載の焼結方式に
よる金属多孔体の製造方法では、スラリー化した金属粉
末をウレタンフォームなどの発泡樹脂の骨格表面に含浸
塗布し、その後乾燥加熱することにより、金属粉末を焼
結する方法が記載されている。しかし本発明者等の知見
によると、格別の工夫をすることなく製造したこの方法
では、金属多孔体としての強度が弱いため、実際に電極
板や各種フィルター等に使用する際に必要となる曲げ加
工等の加工に耐えないという問題があった。
多孔体の製造方法には、特開昭５７−１７４４８４など
のメッキ法によるものと、特公昭３８−１７５５４など
の焼結法によるものがある。メッキ法ではウレタンフォ
ームなどの発泡樹脂の骨格表面にカーボン粉末等を塗着
することにより導電化処理を行い、その上に電気メッキ
法により金属を電析させ、その後発泡樹脂及びカーボン
を焼失させ金属多孔体を得るという方法である。この方
法では金属多孔体に要求される強度等の特性は満足しう
るものの、その製造工程が繁雑であるためコスト高とな
る。一方、特公昭３８−１７５５４に記載の焼結方式に
よる金属多孔体の製造方法では、スラリー化した金属粉
末をウレタンフォームなどの発泡樹脂の骨格表面に含浸
塗布し、その後乾燥加熱することにより、金属粉末を焼
結する方法が記載されている。しかし本発明者等の知見
によると、格別の工夫をすることなく製造したこの方法
では、金属多孔体としての強度が弱いため、実際に電極
板や各種フィルター等に使用する際に必要となる曲げ加
工等の加工に耐えないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来例の
如く繁雑な製造工程を必要とすることや、電池用電極、
各種フィルター、触媒の担持体等として用いるのに必要
な強度の付与といった課題を解決すべく、新たな知見に
基づく金属多孔体の製造方法を提供する。
如く繁雑な製造工程を必要とすることや、電池用電極、
各種フィルター、触媒の担持体等として用いるのに必要
な強度の付与といった課題を解決すべく、新たな知見に
基づく金属多孔体の製造方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
鋭意検討した結果、合成樹脂多孔体骨格にＮｉ粉末とこ
のＮｉ粉末の焼結性を向上させる目的で第２の金属とし
てＮｉの融点以下で共晶合金を形成する金属もしくはそ
の酸化物よりなる粉末を混合粉末からなる皮膜、もしく
は同様の目的でＮｉとＮｉの融点以下で共晶合金を形成
する第２の金属よりなるＮｉ合金粉末からなる皮膜を還
元性雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気で焼結させること
により、簡便な製造工程において強度特性に優れた金属
多孔体が得られることを見出した。すなわち本発明の金
属多孔体の製造方法では、平均粒径が１０μｍ以下のＮ
ｉ粉末と第２の金属としてＮｉの融点以下で共晶合金を
形成する金属もしくはその酸化物粉末からなる混合粉末
を、主として有機高分子化合物からなる結合剤中に分散
させたスラリー液を製造する工程、このスラリー液を連
通孔を有する３次元網目状構造をもつ合成樹脂多孔体に
塗着させる工程、この塗着物を還元性雰囲気もしくは不
活性ガス雰囲気において熱処理する工程を有することを
特徴とする。
鋭意検討した結果、合成樹脂多孔体骨格にＮｉ粉末とこ
のＮｉ粉末の焼結性を向上させる目的で第２の金属とし
てＮｉの融点以下で共晶合金を形成する金属もしくはそ
の酸化物よりなる粉末を混合粉末からなる皮膜、もしく
は同様の目的でＮｉとＮｉの融点以下で共晶合金を形成
する第２の金属よりなるＮｉ合金粉末からなる皮膜を還
元性雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気で焼結させること
により、簡便な製造工程において強度特性に優れた金属
多孔体が得られることを見出した。すなわち本発明の金
属多孔体の製造方法では、平均粒径が１０μｍ以下のＮ
ｉ粉末と第２の金属としてＮｉの融点以下で共晶合金を
形成する金属もしくはその酸化物粉末からなる混合粉末
を、主として有機高分子化合物からなる結合剤中に分散
させたスラリー液を製造する工程、このスラリー液を連
通孔を有する３次元網目状構造をもつ合成樹脂多孔体に
塗着させる工程、この塗着物を還元性雰囲気もしくは不
活性ガス雰囲気において熱処理する工程を有することを
特徴とする。
【０００５】ここでＮｉ粉末の粒子径が大きくなると均
一な塗着膜が得られにくいため焼結性が悪くなり所望の
強度特性が得られないことから１０μｍ以下の平均粒子
径を持つＮｉ粉末を使用する必要がある。また混合され
た第２の金属もしくはその酸化物粉末は、熱処理時、塗
着膜において隣接するＮｉ粒子間の焼結を促進させる働
きをする。すなわちＮｉ粉末のみを用いた場合は多孔体
の骨格構造を維持するためにはＮｉの融点以下の温度で
の固相拡散による焼結であるのに対して、本発明ではＮ
ｉ粒子間に存在するこれらの金属とＮｉとの共晶合金化
を利用した液相拡散による焼結であるためその焼結性は
極めて良好となり、その結果十分な強度特性を有する金
属多孔体が得られる。なお、上述のようなＮｉと第２の
金属もしくはその酸化物よりなる混合粉末を用いる場合
に加えて、もうひとつの手段としてこれらの合金粉末を
用いても同様な効果が得られる。ここで第２の金属とし
て、Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉｎ，
Ｍｇ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚ
ｒから選ばれた１種もしくは２種以上の合金もしくは混
合物を用いることができる。さらにこれら金属の含有量
としては０．１より１０ｗｔ％であることが好ましい。
０．１ｗｔ％未満では充分な焼結促進効果が得られない
ためで、また１０ｗｔ％を越えると焼結促進効果は大き
いもののＮｉ骨格自体の合金化が進むため逆に強度劣化
等を招く場合があるためである。
一な塗着膜が得られにくいため焼結性が悪くなり所望の
強度特性が得られないことから１０μｍ以下の平均粒子
径を持つＮｉ粉末を使用する必要がある。また混合され
た第２の金属もしくはその酸化物粉末は、熱処理時、塗
着膜において隣接するＮｉ粒子間の焼結を促進させる働
きをする。すなわちＮｉ粉末のみを用いた場合は多孔体
の骨格構造を維持するためにはＮｉの融点以下の温度で
の固相拡散による焼結であるのに対して、本発明ではＮ
ｉ粒子間に存在するこれらの金属とＮｉとの共晶合金化
を利用した液相拡散による焼結であるためその焼結性は
極めて良好となり、その結果十分な強度特性を有する金
属多孔体が得られる。なお、上述のようなＮｉと第２の
金属もしくはその酸化物よりなる混合粉末を用いる場合
に加えて、もうひとつの手段としてこれらの合金粉末を
用いても同様な効果が得られる。ここで第２の金属とし
て、Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉｎ，
Ｍｇ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚ
ｒから選ばれた１種もしくは２種以上の合金もしくは混
合物を用いることができる。さらにこれら金属の含有量
としては０．１より１０ｗｔ％であることが好ましい。
０．１ｗｔ％未満では充分な焼結促進効果が得られない
ためで、また１０ｗｔ％を越えると焼結促進効果は大き
いもののＮｉ骨格自体の合金化が進むため逆に強度劣化
等を招く場合があるためである。
【０００６】本発明でのスラリー液を製造する工程は、
上記の金属混合粉末と例えばアクリル系樹脂などのバイ
ンダー剤にカルボキシメチルセルロースなどの分散剤及
び水などの溶媒をボールミルなどの混合機中で十分に分
散混合させることにより実現できる。次にこのスラリー
液を例えばポリウレタンフォーム等の連通孔を有する３
次元網目状構造をもつ合成樹脂多孔体に塗着した後乾燥
さる。この塗着物を例えば水素気流中の還元性雰囲気下
において熱処理することによりポリウレタンフォームな
どの有機成分を除去するとともに金属粉末の焼結を行
い、最終的に連通孔を有する３次元網目状構造である金
属多孔体を得る。なお、水素に代えてＮ2，Ａｒガスを
用いても同様の成果を得られる。
上記の金属混合粉末と例えばアクリル系樹脂などのバイ
ンダー剤にカルボキシメチルセルロースなどの分散剤及
び水などの溶媒をボールミルなどの混合機中で十分に分
散混合させることにより実現できる。次にこのスラリー
液を例えばポリウレタンフォーム等の連通孔を有する３
次元網目状構造をもつ合成樹脂多孔体に塗着した後乾燥
さる。この塗着物を例えば水素気流中の還元性雰囲気下
において熱処理することによりポリウレタンフォームな
どの有機成分を除去するとともに金属粉末の焼結を行
い、最終的に連通孔を有する３次元網目状構造である金
属多孔体を得る。なお、水素に代えてＮ2，Ａｒガスを
用いても同様の成果を得られる。
【０００７】
実施例１ 平均粒子径２．８μｍＮｉ粉末と平均粒径１０μｍのＳ
ｉ粉末を表１に示す配合剤及び配合量で配合し、この配
合物をボールミルにて１２時間混合させてスラリー液を
作製した。
ｉ粉末を表１に示す配合剤及び配合量で配合し、この配
合物をボールミルにて１２時間混合させてスラリー液を
作製した。
【０００８】
【表１】
【０００９】次に厚さ２．５ｍｍで１インチ当りの空孔
数が約５０個のポリウレタンフォームを表１のスラリー
液中に含浸させた後絞りロールにて過剰含浸塗着分を除
去し、室温中１時間放置して乾燥させた。その後、この
塗着物を水素気流中で３０℃／分の昇温速度で１０００
℃まで昇温し、１０００℃にて１０分間熱処理を行うこ
とで３次元網目状構造の金属多孔体が得られた。次に比
較例として表１の配合剤においてＳｉ粉末を含まないも
ので同様の方法により金属多孔体を作製した。これらの
金属多孔体の重量、空孔率、引張強度及び伸び率を評価
した結果を表２に示す。
数が約５０個のポリウレタンフォームを表１のスラリー
液中に含浸させた後絞りロールにて過剰含浸塗着分を除
去し、室温中１時間放置して乾燥させた。その後、この
塗着物を水素気流中で３０℃／分の昇温速度で１０００
℃まで昇温し、１０００℃にて１０分間熱処理を行うこ
とで３次元網目状構造の金属多孔体が得られた。次に比
較例として表１の配合剤においてＳｉ粉末を含まないも
ので同様の方法により金属多孔体を作製した。これらの
金属多孔体の重量、空孔率、引張強度及び伸び率を評価
した結果を表２に示す。
【００１０】
【表２】
【００１１】＊１）空孔率＝（１−金属多孔体の重量
（ｇ）／金属多孔体の体積（ｃｍ3）×金属密度）×１
００ ＊２）幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍのサンプル 実施例２ 平均粒子径５．２μｍで１．５ｗｔ％のＴｉを含有する
Ｎｉ合金粉末を表３に示す配合剤及び配合量で配合し、
この配合物をボールミルにて６時間混合させてスラリー
液を作製した。
（ｇ）／金属多孔体の体積（ｃｍ3）×金属密度）×１
００ ＊２）幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍのサンプル 実施例２ 平均粒子径５．２μｍで１．５ｗｔ％のＴｉを含有する
Ｎｉ合金粉末を表３に示す配合剤及び配合量で配合し、
この配合物をボールミルにて６時間混合させてスラリー
液を作製した。
【００１２】
【表３】
【００１３】次に表３のスラリー液により実施例１と同
様の方法を用いてポリウレタンフォームに含浸塗着させ
た。その後、この塗着物を水素気流中で６０℃／分の昇
温速度で１１００℃まで昇温し、１１００℃にて２分間
熱処理を行うことで３次元網目状構造の金属多孔体が得
られた。次に比較例として表３の配合剤においてＮｉ合
金粉末に替えて同じ平均粒径を有するＮｉ粉末を用いて
同様の方法により金属多孔体を作製した。これらの金属
多孔体の重量、空孔率、引張強度及び伸び率を評価した
結果を表４に示す。
様の方法を用いてポリウレタンフォームに含浸塗着させ
た。その後、この塗着物を水素気流中で６０℃／分の昇
温速度で１１００℃まで昇温し、１１００℃にて２分間
熱処理を行うことで３次元網目状構造の金属多孔体が得
られた。次に比較例として表３の配合剤においてＮｉ合
金粉末に替えて同じ平均粒径を有するＮｉ粉末を用いて
同様の方法により金属多孔体を作製した。これらの金属
多孔体の重量、空孔率、引張強度及び伸び率を評価した
結果を表４に示す。
【００１４】
【表４】
【００１５】実施例３ 表５に示す配合剤・量のスラリー液及び熱処理条件にお
いて、実施例１と同様の方法で金属多孔体を作製した。
いて、実施例１と同様の方法で金属多孔体を作製した。
【００１６】
【表５】
【００１７】
【表６】
【００１８】＊）金属粉末欄の括弧内数字は平均粒径 これらの金属多孔体を実施例１と同様の評価を行った結
果を表６に示す。
果を表６に示す。
【００１９】
【表７】
【００２０】実施例４ 実施例２において合金種類と配合比及び熱処理条件を表
７の如く変えて金属多孔体を作製した。
７の如く変えて金属多孔体を作製した。
【００２１】
【表８】
【００２２】
【表９】
【００２３】＊）金属粉末欄の括弧内数字は平均粒径 これらの金属多孔体を実施例２と同様の評価を行った結
果を表８に示す。
果を表８に示す。
【００２４】
【表１０】
【００２５】以上の実施例より本発明による金属多孔体
の製造方法では、高強度かつ伸び特性の良い金属多孔体
が得られ、電池用電極や各種フィルター等に使用する際
に必要となる曲げ加工等の加工処理においても破断等の
問題なく使用可能な優れた特性を有する。
の製造方法では、高強度かつ伸び特性の良い金属多孔体
が得られ、電池用電極や各種フィルター等に使用する際
に必要となる曲げ加工等の加工処理においても破断等の
問題なく使用可能な優れた特性を有する。
【００２６】
【発明の効果】本発明の金属多孔体の製造方法は、焼結
方式による金属多孔体製造方法において第２の金属元素
を含む混合粉末もしくは合金粉末とすることにより焼結
促進効果をもたらし、強度特性に優れた金属多孔体を実
現する。
方式による金属多孔体製造方法において第２の金属元素
を含む混合粉末もしくは合金粉末とすることにより焼結
促進効果をもたらし、強度特性に優れた金属多孔体を実
現する。
Claims (6)
- 【請求項１】 平均粒子径が１０μｍ以下のＮｉ粉末と
第２の金属としてＮｉの融点以下で共晶合金を形成する
金属もしくはその酸化物粉末からなる混合粉末を、主と
して有機高分子化合物からなる結合剤中に分散させたス
ラリー液を製造する工程、このスラリー液を連通孔を有
する３次元網目状構造をもつ合成樹脂多孔体に塗着させ
る工程、この塗着物を還元性雰囲気もしくは不活性ガス
雰囲気中において熱処理する工程を有することを特徴と
する金属多孔体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１項記載の第２の金属として、Ａ
ｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉｎ，Ｍｇ，
Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれ
た１種もしくは２種以上の合金もしくは混合粉末を用い
ることを特徴とする金属多孔体の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１項記載の第２の金属が０．１ｗ
ｔ％以上１０ｗｔ％以下の範囲で含有していることを特
徴とする金属多孔体の製造方法。 - 【請求項４】 ＮｉとＮｉの融点以下で共晶合金を形成
する第２の金属よりなるＮｉ合金であって、その平均粒
子径が１０μｍ以下の合金粉末を主として有機高分子化
合物からなる結合剤中に分散させたスラリー液を製造す
る工程、このスラリー液を連通孔を有する３次元網目状
構造をもつ合成樹脂多孔体に塗着させる工程、この塗着
物を還元性雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気において熱
処理する工程を有することを特徴とする金属多孔体の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項４項記載の第２の金属として、Ａ
ｌ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｉｎ，Ｍｇ，
Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒから選ばれ
た１種もしくは２種以上の合金を用いることを特徴とす
る金属多孔体の製造方法。 - 【請求項６】 請求項４項記載の第２の金属が０．１ｗ
ｔ％以上１０ｗｔ％以下の範囲で含有していることを特
徴とする金属多孔体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155941A JPH0820831A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 金属多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155941A JPH0820831A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 金属多孔体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0820831A true JPH0820831A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15616873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6155941A Pending JPH0820831A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 金属多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820831A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999054076A1 (en) * | 1998-04-23 | 1999-10-28 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Porous sintered body having high porosity, secondary cell electrode base comprising porous sintered body, method of producing the same, and electrode and cell using them |
| US6926969B2 (en) | 2001-10-11 | 2005-08-09 | Inco Limited | Process for the production of sintered porous bodies |
| JP2012012688A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Nagamine Seisakusho:Kk | 金属多孔質薄板の製造方法およびその製造方法で得られた金属多孔質薄板 |
| JP2013094761A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガス収着回収素子、ガス収着回収素子の製造方法及びガス収着回収装置 |
| WO2014050536A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 住友電気工業株式会社 | 金属多孔体及びその製造方法 |
| JP2015074820A (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | 住友電気工業株式会社 | 金属多孔体、フィルター及び金属多孔体の製造方法 |
| KR20160067897A (ko) | 2013-09-30 | 2016-06-14 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 알루미늄계 다공질체 및 그 제조 방법 |
| JP2016142420A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 日立化成株式会社 | 熱交換器用多孔質部材 |
| KR20160130232A (ko) * | 2014-03-06 | 2016-11-10 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 금속 다공체 및 금속 다공체의 제조 방법 |
| CN110813296A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-02-21 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种纳米多孔Ni-Fe合金催化剂的制备方法 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP6155941A patent/JPH0820831A/ja active Pending
Cited By (12)
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