RU2188880C2 - Способ получения металлической пены - Google Patents
Способ получения металлической пены Download PDFInfo
- Publication number
- RU2188880C2 RU2188880C2 RU2000111820/02A RU2000111820A RU2188880C2 RU 2188880 C2 RU2188880 C2 RU 2188880C2 RU 2000111820/02 A RU2000111820/02 A RU 2000111820/02A RU 2000111820 A RU2000111820 A RU 2000111820A RU 2188880 C2 RU2188880 C2 RU 2188880C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foam
- metal
- production
- metal foam
- manufacture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Изобретение относится к прикладной электрохимии, а конкретно к технологии получения объемной пористой металлической пены, которая может быть применена для изготовления электродов химических источников тока, а также в процессах изготовления фильтров или носителей для катализаторов. Изобретение позволяет изготовить металлическую пену повышенной прочности, что достигается предварительным травлением пенополиуретановых заготовок перед металлизацией водным раствором, содержащим серную кислоту 800-1500 г/л, двухромово-кислый калий 10-50 г/л и сернокислый хром (III) 10-50 г/л. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к прикладной электрохимии, а конкретно к технологии получения объемной пористой металлической пены, которая может быть применена для изготовления электродов химических источников тока, а также в процессах изготовления фильтров или носителей для катализаторов.
Известен способ получения пористой трехмерной металлической структуры, включающий металлизацию полимерной основы, например пенополиуретана, и удаление полимера при термообработке, в котором предварительную металлизацию проводят металлическим порошком с последующим электроосаждением плотного слоя металла (ЕР 0643432, МКИ Н 01 М 4/80, опубл. 15.03.1995 г.).
Недостатками этого способа являются ограниченность его применения только для получения относительно крупнопористых структур (что определяется размером частиц исходных металлических порошков), а также недостаточная прочность полученных материалов из-за высокой дефектности прилегающей к порошку внутренней поверхности электроосажденного слоя металла.
Известен также способ получения никелевой пены, в котором металлизацию полимерной основы проводят осаждением никеля из газовой фазы, содержащей карбонил никеля (US 4957543, МКИ С 22 В 5/20, B 22 F 1/00, опубл. 16.06.1989 г. ). Таким образом получается объемная металлическая структура, имеющая повышенную электропроводность и хорошие механические свойства.
Недостатками описанного способа являются громоздкость технологии и работа с высокотоксичными соединениями (оксид углерода (II), карбонил никеля), что существенно удорожает полученный продукт.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения объемной пористой металлической структуры, включающий предварительную металлизацию полимерной основы, химическое или электрохимическое осаждение более толстого слоя металла и термическое удаление полимера, в котором предварительная металлизация проводится напылением в вакууме, а исходная полимерная основа из пенополиуретана перед металлизацией подвергается химической обработке (травлению) для вскрытия запечатанных пор (US 4882232, МКИ С 23 С 14/34, C 25 D 5/36, опубл. 21.11.1989 г.). Обработка проводится 6 N раствором едкого кали при повышенной температуре.
Недостатком этого способа является неполное удаление тонких стенок пузырей при химической обработке, что увеличивает нерегулярность и дефектность структуры и, в конечном счете, снижает прочность полученной металлической пены.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности металлической пены, получаемой металлизацией пенополиуретана (поролона). Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения металлической пены, включающем химическую обработку исходного пенополиуретана, металлизацию и термическое удаление полимера, химическую обработку проводят водным раствором травителя, содержащим серную кислоту, двухромовокислый калий и сернокислый хром (III). Этот травитель обладает растворяющим действием по отношению к полимеру и поэтому не только вскрывает закрытые поры, но и удаляет тонкие пленки и остатки пузырей между нитями объемной структуры поролона. В результате получается более гладкая и регулярная решетка с уменьшенной плотностью поверхностных дефектов, благодаря чему увеличивается прочность созданного на этой решетке пенометалла.
Отличительным признаком изобретения является применение для химической обработки водного раствора, содержащего 800-1500 г/л серной кислоты, 10-50 г/л двухромовокислого калия, 10-50 г/л сернокислого хрома (III). Выбор указанных диапазонов концентраций определяется следующим. При концентрации серной кислоты более 1500 г/л интенсивность травления значительно возрастает, что приводит к резкому снижению прочности полимерной заготовки, вплоть до полного ее разрушения. При концентрации кислоты менее 800 г/л скорость травления существенно снижается и необходимое время обработки неоправданно возрастает. Аналогично, хотя менее жестко, влияет на ход травления и изменение концентрации двухромовокислого калия. Поддержание в рекомендуемых пределах концентрации сульфата хрома (III) обеспечивает задубливание травленого пенополиуретана, снижает его разбухание при травлении и потерю прочности.
Предлагаемый способ состоит в следующем.
Отрезки поролона погружают в травитель на несколько минут, переносят в ванну с водой, затем тщательно промывают. Травленые заготовки подвергают химическому никелированию, затем завешивают в ванну обычного матового гальванического никелирования, где проводят наращивание слоя никеля необходимой толщины. Полученные заготовки промывают, сушат и подвергают термообработке сначала на воздухе для удаления полимера, затем в восстановительной атмосфере для удаления оксидов и снятия напряжений.
Пример 1. Получение пенометалла из необработанного поролона.
Пластинки поролона 50х120х0,8-1,5 мм, имеющего поры размером 0,3-0,4 мм, подвергали известной процедуре химического никелирования с предварительной активацией поверхности раствором хлорида палладия. Металлизированные заготовки зажимали токосъемником и переносили в ванну гальванического никелирования, где осаждали никель до плотности 300-500 г/м2 видимой поверхности образца. Никелированные пластинки выдерживали на воздухе при температуре 500-550oС в течение 20-30 мин, затем отжигали в аргоно-водородной атмосфере при 740-780oС в течение одного часа.
Пример 2. Получение пенометалла из поролона, обработанного щелочным травителем (по прототипу).
Пластинки поролона тех же размеров обрабатывали водным 6 N раствором едкого кали при температуре 80oС в продолжение 1 ч, промывали водой и дальнейшую обработку проводили в режимах, указанных в примере 1.
Пример 3. Получение пенометалла из поролона, обработанного кислотным травителем (предлагаемый способ).
Пластинки поролона тех же размеров обрабатывали водным раствором, содержащим 1200 г/л серной кислоты, 30 г/л двухромовокислого калия, 20 г/л сернокислого хрома (III). Обработку проводили при комнатной температуре в продолжение 3 мин. Травленые пластинки промывали водой в две стадии и дальнейшую обработку (металлизацию и т.д.) проводили по режимам, указанным в примере 1.
На фиг. 1-3 приведены микрофотографии полученных образцов пенометалла. Можно видеть, что в структуре пенометалла из нетравленого поролона присутствует значительное количество стенок пузырей и лохмотьев (остатков) таких пленок. В структуре пенометалла из поролона, обработанного щелочью, не остается невскрытых пузырей, но сохраняется значительное количество пленок. В тоже время кислотное травление по предлагаемому способу удаляет практически все пленки и сохраняет тонкую ажурную структуру пены с ровной и гладкой поверхностью нитей.
Измерение механических характеристик пенометалла при растяжении проводили с помощью разрывной машины ИР 5061-0,05 на полосках шириной 10±0,l мм, длиной 40 мм. Скорость нагружения образцов составляла 100 мм/мин. Предел прочности материала σ, МПа, находили по формуле
где Р- усилие разрыва, Н,
- плотность никеля, равная 8,91 г/см3,
b - ширина образца, см,
ρпов - поверхностная плотность образца, г/см2,
10-2 - масштабный фактор, учитывающий соотношение единиц измерения.
где Р- усилие разрыва, Н,
- плотность никеля, равная 8,91 г/см3,
b - ширина образца, см,
ρпов - поверхностная плотность образца, г/см2,
10-2 - масштабный фактор, учитывающий соотношение единиц измерения.
В таблице приведены результаты измерений и расчетов.
Можно видеть, что химическая обработка поролона по предлагаемому способу существенно увеличивает как предел прочности материала образца, так и его относительное удлинение, что свидетельствует об увеличении его пластичности. Дополнительным преимуществом предлагаемого способа является возможность снижения металлоемкости электрода, изготовленного из такого пенометалла, поскольку механические характеристики готового электрода определяются в основном прочностью и пластичностью электродной основы.
Claims (1)
- Способ получения металлической пены, включающий химическую обработку исходного пенополиуретана, металлизацию и термическое удаление полимера, отличающийся тем, что химическую обработку проводят водным раствором, содержащим 800-1500 г/л серной кислоты, 10-50 г/л двухромово-кислого калия, 10-50 г/л сернокислого хрома (III).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000111820/02A RU2188880C2 (ru) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Способ получения металлической пены |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000111820/02A RU2188880C2 (ru) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Способ получения металлической пены |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000111820A RU2000111820A (ru) | 2002-04-20 |
RU2188880C2 true RU2188880C2 (ru) | 2002-09-10 |
Family
ID=20234513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000111820/02A RU2188880C2 (ru) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Способ получения металлической пены |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2188880C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652674C2 (ru) * | 2013-12-10 | 2018-04-28 | Алантум Юроп Гмбх | Тело из металлической пены с контролируемой зернистостью поверхности, способ его производства и его применение |
-
2000
- 2000-05-11 RU RU2000111820/02A patent/RU2188880C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652674C2 (ru) * | 2013-12-10 | 2018-04-28 | Алантум Юроп Гмбх | Тело из металлической пены с контролируемой зернистостью поверхности, способ его производства и его применение |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1807185B1 (en) | Preparation method of palladium alloy composite membrane for hydrogen separation | |
CN110438531B (zh) | 一种应用于锂电池的超薄铜箔制备方法及系统 | |
JP3101922B2 (ja) | 金属発泡体の製造方法および得られた金属発泡体 | |
KR102032265B1 (ko) | 리튬이차전지 음극 집전체용 다공성 구리의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 다공성 구리 및 리튬이차전지 음극 집전체 | |
CN103290247A (zh) | 孔径呈梯度变化的纳米多孔金属材料及其制备方法 | |
Liu et al. | Preparation and corresponding structure of nickel foam | |
FR2460343A1 (fr) | Cathode pour la production electrolytique d'hydrogene | |
RU2002111346A (ru) | Электрохимический способ образования неорганического покровного слоя на поверхности медного материала | |
CN110306217A (zh) | 贵金属饰品及其加工方法 | |
EP0092765A1 (en) | Electrode for molten carbonate fuel cell | |
RU2188880C2 (ru) | Способ получения металлической пены | |
Denis et al. | Microstructure and electrochemical properties of nanoporous gold produced by dealloying Au-based thin film nanoglass | |
JPS63294925A (ja) | 水素分離用膜及び水素分離用膜の製造法 | |
Xiao et al. | Ultrahigh strength ultrapure nanostructured nickel metal prepared via ultrafine anode scanning electrodeposition | |
US3660251A (en) | Method for the electrolytical deposition of highly ductile copper | |
JPH10195689A (ja) | 微細孔明き金属箔の製造方法 | |
WO2008050129A2 (en) | Nickel substrates having a porous surface used for catalysts | |
JP2001011684A (ja) | 電解銅箔の製造方法 | |
CN115335556A (zh) | 用于处理制备电极用的金属基材的方法 | |
US6503348B1 (en) | Method of making a metal membrane foil made of a palladium alloy for hydrogen separation | |
JP4292564B2 (ja) | 延性に優れた多孔質金属およびその製造方法 | |
JPH01164419A (ja) | 水素分離用膜の製造法 | |
EP1052321B1 (en) | Metallic non woven fabric and method for manufacturing the same | |
Yanagishita et al. | Preparation of nanoporous alumina hollow spheres with a highly ordered hole arrangement | |
JPH0247141A (ja) | 多孔性ポリイミド膜の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060512 |