RU2311470C2 - Method of production of high-porous nickel and its alloys - Google Patents

Method of production of high-porous nickel and its alloys

Info

Publication number
RU2311470C2
RU2311470C2 RU2006100783/02A RU2006100783A RU2311470C2 RU 2311470 C2 RU2311470 C2 RU 2311470C2 RU 2006100783/02 A RU2006100783/02 A RU 2006100783/02A RU 2006100783 A RU2006100783 A RU 2006100783A RU 2311470 C2 RU2311470 C2 RU 2311470C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
suspension
alloy
sintering
porous
Prior art date
Application number
RU2006100783/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006100783A (en
Inventor
Владимир Никитович Анциферов (RU)
Владимир Никитович Анциферов
Владимир Дмитриевич Храмцов (RU)
Владимир Дмитриевич Храмцов
Original Assignee
Департамент промышленности и науки Пермской области
Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения"
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 Департамент промышленности и науки Пермской области, Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения" filed Critical Департамент промышленности и науки Пермской области
Priority to RU2006100783/02A priority Critical patent/RU2311470C2/en
Publication of RU2006100783A publication Critical patent/RU2006100783A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2311470C2 publication Critical patent/RU2311470C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

FIELD: powder metallurgy; production of high-porous permeable cellular materials.
SUBSTANCE: proposed method includes preparation of nickel powder suspension or mixture of powders for production of alloy in aqueous solution of polyvinyl alcohol. This suspension is applied on substrate made from porous polymer material for forming the blank which is dried and subjected to heat treatment at temperature not below 160°C. Blank is placed in between non-conducting shields and electrochemical deposition of nickel from electrolyte is carried out by reversing the current. Polyvinyl alcohol and substrate are removed by thermal destruction. Blank is sintered during period of time ês³1.08(θd)2/D, where ês is sintering time, h; 1.08 is constant; θ is relative density of high-porous alloy thus produced; d is average diameter of cells of porous polymer material, mm; D is diffusion coefficient of powder mixture component which possesses minimum fluidity in galvanically deposited metal at sintering temperature, cm2/s.
EFFECT: high porosity of material and homogeneous structure in area and in depth.
5 cl, 3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения высокопористых проницаемых ячеистых материалов (ВПЯМ) или сплавов, имеющих специфические присущие данным сплавам свойства.The invention relates to metallurgy, in particular to methods for producing highly porous permeable cellular materials (HPMP) or alloys having specific properties inherent in these alloys.

В настоящее время существует пять принципиально различных способов получения ВПЯМ с пористостью 80-99% с использованием для этого в качестве первоосновы - подложки из пенополиуретана (ППУ): литейный, газофазный, химический, гальванический, суспензионный (шликерный) с применением суспензий дисперсных металлических порошков.Currently, there are five fundamentally different methods for producing HPLM with a porosity of 80-99% using polyurethane foam (PPU) substrates as a primary basis: foundry, gas-phase, chemical, galvanic, suspension (slip) using suspensions of dispersed metal powders.

Сущность гальванического способа получения ВПЯМ заключается в электролитическом переосаждении металла с компактных металлических анодов на подготовленные пластины ППУ с заранее созданным электропроводным слоем. Гальванический способ получения ВПЯМ является одним из самых экономичных и производительных. Поэтому он наиболее распространен. К достоинствам способа следует отнести также возможность получения пластин ВПЯМ большой площади, при толщине, зависящей от диаметра ячеек ППУ. К недостаткам способа следует отнести невозможность прямого получения сплавов заданного состава, неоднородность толщины покрытия как по толщине листа ВПЯМ (во внутренних частях плотность меньше, чем в наружных), так и по площади (на периферических частях плотность больше, чем в центральных областях пластин).The essence of the galvanic method of producing HPLM consists in the electrolytic reprecipitation of metal from compact metal anodes onto prepared polyurethane foam plates with a previously created conductive layer. The galvanic method of producing HPLM is one of the most economical and productive. Therefore, it is most common. The advantages of the method should also include the possibility of obtaining plates of HPLM large area, with a thickness depending on the diameter of the cells of the foam. The disadvantages of the method include the impossibility of directly producing alloys of a given composition, the heterogeneity of the coating thickness both in the thickness of the HPLC sheet (in the inner parts the density is less than in the outer ones) and in area (on the peripheral parts the density is greater than in the central regions of the plates).

Известен электрохимический способ получения пористого ячеистого никеля и его сплавов (Авторское свидетельство СССР № 1366294, кл. В22F 5/00, от 1986 г.), включающий нанесение тонкого слоя никеля на подложку из пористого полимерного материала с образованием заготовки, осаждение на нее электрохимическим методом никеля или другого металла для получения сплава, путем циклического чередования процессов осаждения и растворения этого металла, при этом реверсирование тока осуществляют при отношении плотности тока осаждения к плотности тока растворения как 0,3÷0,5 и при отношении длительности процесса осаждения к длительности процесса растворения как 5÷7.A known electrochemical method for producing porous cellular nickel and its alloys (USSR Author's Certificate No. 1366294, class B22F 5/00, dated 1986), comprising applying a thin layer of nickel to a substrate of a porous polymeric material to form a preform, deposition on it by the electrochemical method nickel or another metal to obtain an alloy, by cyclically alternating the processes of deposition and dissolution of this metal, while the current is reversed at a ratio of the deposition current density to the dissolution current density I am as 0.3 ÷ 0.5 and with a ratio of the duration of the precipitation process to the duration of the dissolution process as 5 ÷ 7.

Преимуществом известного способа является то, что применение реверса тока снижает неоднородность плотности пористого никеля и его сплавов по глубине получаемой пластины, однако в то же время даже при плотном прилегании заготовки ВПЯМ к стенкам гальванической ванны получается повышенная плотность по краям образующейся никелевой пластины и, как следствие, неравномерность распределения пор по площади и объему пластины.The advantage of the known method is that the use of a current reverse reduces the density heterogeneity of porous nickel and its alloys along the depth of the obtained plate, however, even with a tight fit of the HPLM blank to the walls of the galvanic bath, an increased density at the edges of the formed nickel plate is obtained and, as a result , uneven distribution of pores over the area and volume of the plate.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения высокопористого материала (Патент РФ № 2002580, кл. В22F 3/10, от 1993 г.), включающий приготовление суспензии из металлического никелевого порошка в водном растворе органического вещества - поливинилового спирта, нанесение указанной суспензии на подложку из пористого полимерного материала с образованием заготовки, сушки полученной заготовки, ее последующую термическую обработку при температуре не ниже 160°С, нанесение на нее методом электрохимического осаждения никеля или другого металла в случае необходимости получения сплава, последующую термодеструкцию для удаления органического вещества и подложки, и спекание.Closest to the proposed invention is a method for producing highly porous material (RF Patent No. 2002580, class B22F 3/10, dated 1993), comprising preparing a suspension of metallic nickel powder in an aqueous solution of an organic substance - polyvinyl alcohol, applying the suspension to a substrate from a porous polymeric material to form a preform, drying the resulting preform, its subsequent heat treatment at a temperature of at least 160 ° C, applying to it by electrochemical deposition of nickel or rugogo metal if necessary alloying, subsequent thermal degradation to remove the organic substance and the substrate, and sintering.

Однако указанный известный способ не обеспечивает получение никеля и его сплавов с высокой степенью гомогенности, так как распределение плотности гальванического осадка и всего образующегося ВПЯМ по площади и по глубине пластины неоднородно. Кроме того, известный способ не позволяет получить качественный ВПЯМ с более крупным размером ячеек.However, this known method does not ensure the production of nickel and its alloys with a high degree of homogeneity, since the density distribution of the galvanic deposit and all the resulting HPLC over the area and depth of the plate is not uniform. In addition, the known method does not allow to obtain high-quality HPLC with a larger cell size.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в увеличении однородности получаемого материала, а именно никеля и его сплавов, по плотности и составу, а также по площади и глубине, при одновременном обеспечении получения пористого материала с повышенной пористостью.The technical result achieved by the invention is to increase the uniformity of the obtained material, namely nickel and its alloys, in density and composition, as well as in area and depth, while ensuring the production of porous material with increased porosity.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом получения высокопористых сплавов путем приготовления суспензии из металлического порошка - никеля, в водном растворе органического вещества - поливинилового спирта, нанесения указанной суспензии на подложку из пористого полимерного материала с образованием заготовки, сушки полученной заготовки, ее последующей термической обработки при температуре не ниже 160°С, нанесения на нее методом электрохимического осаждения никеля или другого металла в случае необходимости получения сплава, последующей термодеструкцией для удаления органического вещества и подложки, и спекания, при этом новым является то, что перед электрохимическим осаждением заготовку помещают между токонепроводящими экранами, а нанесение на заготовку методом электрохимического осаждения никеля или другого металла производят посредством реверсирования тока, при этом время спекания составляет не менее величины, рассчитанной по формулеThe specified technical result is achieved by the proposed method for producing highly porous alloys by preparing a suspension of metal powder — nickel, in an aqueous solution of an organic substance — polyvinyl alcohol, applying the suspension to a substrate of porous polymeric material to form a preform, drying the resulting preform, and subsequent heat treatment at a temperature not lower than 160 ° C, applying to it by electrochemical deposition of nickel or another metal, if necessary irradiation of the alloy, followed by thermal degradation to remove organic matter and the substrate, and sintering, while new is that before the electrochemical deposition of the workpiece is placed between current-conducting screens, and deposition of nickel or another metal on the workpiece by electrochemical deposition of the nickel or other metal is carried out by reversing the current, while sintering is not less than the value calculated by the formula

τс=≥1,08(θd)2/D, гдеτ c = ≥1.08 (θd) 2 / D, where

τс - время спекания-гомогенизации, ч;τ s - sintering-homogenization time, h;

1,08 - константа,1.08 is a constant,

θ - относительная плотность получаемого высокопористого сплава;θ is the relative density of the obtained highly porous alloy;

d - средний диаметр ячеек ППУ, мм;d is the average cell diameter of the PUF, mm;

D - величина коэффициента диффузии наименее подвижного компонента порошковой смеси заготовки в гальванически осажденном металле при температуре спекания-гомогенизации, см2/с.D is the diffusion coefficient of the least mobile component of the powder mixture of the workpiece in a galvanically deposited metal at a sintering-homogenization temperature, cm 2 / s.

В качестве подложки из пористого полимерного материала используют подложку из пенополиуретана.As the substrate of a porous polymeric material, a substrate of polyurethane foam is used.

Массовое соотношение массы металлического порошка в суспензии и никеля или другого металла, наносимого на заготовку методом электрохимического осаждения составляет 1:1.The mass ratio of the mass of metal powder in suspension and Nickel or other metal deposited on the workpiece by electrochemical deposition is 1: 1.

В качестве непроводящих экранов используют пластиковые экраны П-образной формы.As non-conductive screens, plastic U-shaped screens are used.

Реверсирование тока осуществляют при отношении плотности тока осаждения к плотности тока растворения как 0,5÷0,75 и при отношении длительности процесса осаждения к длительности процесса растворения как 6÷7,5.The current is reversed at a ratio of the deposition current density to the dissolution current density of 0.5 ÷ 0.75 and with a ratio of the duration of the deposition process to the duration of the dissolution process as 6 ÷ 7.5.

Благодаря тому, что перед электрохимическим осаждением заготовку помещают между токонепроводящими экранами, которые могут быть выполнены в виде обычных пластин или пластин П-образной формы, достигается предотвращение излишнего подвода металла на заготовку, а значит, исключается неравномерная плотность его по краям образующегося высокопористого материала.Due to the fact that before the electrochemical deposition, the workpiece is placed between the current-conducting screens, which can be made in the form of ordinary plates or U-shaped plates, the excessive supply of metal to the workpiece is prevented, which means that its uneven density at the edges of the highly porous material is eliminated.

Благодаря тому, что электрохимическое осаждение производят посредством реверсирования тока, достигается увеличение однородности получаемого материала по плотности и составу.Due to the fact that electrochemical deposition is carried out by reversing the current, an increase in the uniformity of the resulting material in density and composition is achieved.

Благодаря тому, что время спекания составляет не менее величины, рассчитанной по формуле τс=≥1,08(θd)2/D, обеспечивается завершение процесса гомогенизации материала во всем объеме, а значит, он будет характеризоваться однородностью как по глубине, так и по площади.Due to the fact that the sintering time is not less than the value calculated by the formula τ c = ≥1.08 (θd) 2 / D, the process of homogenization of the material in the entire volume is completed, which means that it will be characterized by uniformity both in depth and by area.

Благодаря тому, что при осуществлении предлагаемого способа на заготовку воздействуют реверсивным током в присутствии токонепроводящих экранов, обеспечивающих своеобразную защиту как торцов заготовки, так и частично верхних и нижних участков заготовки, примыкающих к торцам, обеспечивается получение гомогенного никеля или его сплавов даже при использовании высокопористой подложки (со средним диаметром ячеек более 1 мм).Due to the fact that during the implementation of the proposed method, the workpiece is subjected to reverse current in the presence of non-conductive screens that provide a kind of protection both to the ends of the workpiece and partially to the upper and lower parts of the workpiece adjacent to the ends, it is possible to obtain homogeneous nickel or its alloys even when using a highly porous substrate (with an average cell diameter of more than 1 mm).

Благодаря тому, что реверсирование тока осуществляют при отношении плотности тока осаждения к плотности тока растворения как 0,5÷0,75 и при отношении длительности процесса осаждения к длительности процесса растворения как 6÷7,5, обеспечивается образование более однородного гальванического осадка на образующейся пластине по площади и глубине. Указанные параметры являются оптимальными, способ осуществим и при других их значениях.Due to the fact that the current is reversed at a ratio of the deposition current density to the dissolution current density of 0.5–0.75 and with a ratio of the deposition process duration to the duration of the dissolution process of 6–7.5, a more uniform galvanic deposit is formed on the formed plate by area and depth. These parameters are optimal, the method is feasible with other values.

Благодаря тому, что в качестве подложки из пористого полимерного материала используют подложку из пенополиуретана, достигается образование пор заданного размера (диаметра).Due to the fact that a substrate of polyurethane foam is used as a substrate of a porous polymeric material, the formation of pores of a given size (diameter) is achieved.

Благодаря тому, что массовое соотношение никеля и металла, наносимого на заготовку методом электрохимического осаждения, составляет 1:1, обеспечиваются оптимальные показатели образующегося материала по однородности, по площади и по глубине.Due to the fact that the mass ratio of nickel and metal deposited on the workpiece by electrochemical deposition is 1: 1, the optimum performance of the resulting material in terms of uniformity, area and depth is ensured.

При осуществлении предлагаемого способа выполняются следующие операции в указанной последовательности:When implementing the proposed method, the following operations are performed in the specified sequence:

- готовят суспензию из порошка никеля в водном растворе органического вещества - поливинилового спирта;- prepare a suspension of nickel powder in an aqueous solution of an organic substance - polyvinyl alcohol;

- наносят заданное количество указанной суспензии на подложку из пористого полимерного материала, например из пенополиуретана;- apply a predetermined amount of the specified suspension on a substrate of a porous polymeric material, for example, polyurethane foam;

- сушат полученную заготовку;- dry the resulting workpiece;

- высушенную заготовку термически обрабатывают при температуре не ниже 160°С;- the dried billet is thermally treated at a temperature not lower than 160 ° C;

- проводят активацию заготовки;- carry out the activation of the workpiece;

- затем на ней химическим осаждением создают электропроводный слой;- then an electroconductive layer is created on it by chemical deposition;

- помещают заготовку между токонепроводящими экранами, в качестве которых используют или обычные или П-образные экраны из полимерного материала, например из оргстекла, таким образом, чтобы они соприкасались с торцами заготовки;- place the workpiece between the non-conductive screens, which use either ordinary or U-shaped screens made of a polymeric material, for example, plexiglass, so that they are in contact with the ends of the workpiece;

- соотносят взвешиванием массу никеля и металла (это может быть никель или другой металл, если получают сплав), наносимого на заготовку методом электрохимического осаждения, так, чтобы это отношение составляло 1:1,- correlate by weighing the mass of nickel and metal (it may be nickel or another metal, if an alloy is obtained) applied to the workpiece by electrochemical deposition, so that this ratio is 1: 1,

- наносят на заготовку методом электрохимического осаждения другой металл посредством реверсирования тока, при отношении плотности тока осаждения к плотности тока растворения как 0,5÷0,75 и при отношении длительности процесса осаждения к длительности процесса растворения как 6÷7,5;- another metal is deposited onto the workpiece by electrochemical deposition by reversing the current, with a ratio of the deposition current density to the dissolution current density of 0.5 ÷ 0.75 and with a ratio of the duration of the deposition process to the duration of the dissolution process as 6 ÷ 7.5;

- производят термодеструкцию, удаляя при этом подложку;- produce thermal degradation, while removing the substrate;

- рассчитывают время спекания по формуле τс=≥1,08(θd)2/D,- calculate the sintering time according to the formula τ c = ≥1.08 (θd) 2 / D,

- и производят спекание, в результате чего получают материал заданного состава (никель и его сплавы).- and produce sintering, as a result of which material of a given composition (nickel and its alloys) is obtained.

Предложенный способ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена схема расположения экранов относительно заготовки; на фиг.2 - объемный график распределения электролитического никеля по ширине и высоте ВПЯМ-пластины, полученной известным по прототипу способом; на фиг.3 - объемный график распределения электролитического никеля по ширине и высоте ВПЯМ-пластины, полученной предлагаемым способом.The proposed method is illustrated by drawings, where figure 1 shows the layout of the screens relative to the workpiece; figure 2 is a three-dimensional graph of the distribution of electrolytic nickel in width and height of the HPMP plate obtained by a method known in the prior art; figure 3 is a three-dimensional graph of the distribution of electrolytic Nickel in width and height of the HPM plate obtained by the proposed method.

Предлагаемый способ был опробован в экспериментальном производстве.The proposed method was tested in experimental production.

Пример получения высокопористого сплава нихрома Х25Н75.An example of obtaining a highly porous alloy of nichrome X25H75.

Сначала готовят суспензию заданной относительной плотности 0,07-0,1 из смеси хромового порошка марки ПХС-1 и порошка карбонильного никеля в весовом соотношении 1:1 в 7%-ном растворе поливинилового спирта исходя из содержания в заготовке порошковой смеси по массе составляющей 1/2 готового изделия.First, a suspension of a given relative density of 0.07-0.1 is prepared from a mixture of chromium powder of the PHS-1 brand and carbonyl nickel powder in a 1: 1 weight ratio in a 7% solution of polyvinyl alcohol based on the content of the powder mixture in the workpiece by weight of component 1 / 2 finished product.

Наносят на подложку (в качестве органической ячеистой подложки используют пенополиуретан со средними диаметрами ячеек 0,85-3,2) заданное количество суспензии, количество которой контролируют взвешиванием подложки при нанесении суспензии. Получают заготовку для последующей обработки. Далее полученную заготовку сушат в термошкафу при температуре 160°С в течение 30-60 мин. Высушенную заготовку охлаждают при комнатной температуре. Затем заготовку погружают на 15 мин при комнатной температуре в раствор активирования, содержащий:Put on a substrate (polyurethane foam with an average cell diameter of 0.85-3.2 is used as an organic cellular substrate) a predetermined amount of suspension, the amount of which is controlled by weighing the substrate when applying the suspension. Get the workpiece for further processing. Next, the resulting preform is dried in a heating cabinet at a temperature of 160 ° C for 30-60 minutes. The dried preform is cooled at room temperature. Then the preform is immersed for 15 min at room temperature in an activation solution containing:

PdCl2 - 0,5 г/лPdCl 2 - 0.5 g / l

HCI - 5,0 мл/л.HCI - 5.0 ml / L.

Последующее придание электропроводности активированной заготовке, проводят путем осаждения на нее в течение 30 мин тонкого (1 мкм) слоя никеля из раствора химического никелирования следующего состава, г/л:The subsequent imparting electrical conductivity to the activated billet is carried out by deposition on it for 30 minutes a thin (1 μm) layer of nickel from a chemical nickel plating solution of the following composition, g / l:

NiSO4·7 Н2ONiSO 4 · 7 H 2 O - 28- 28 Na4P2O7·10 H2ONa 4 P 2 O 7 · 10 H 2 O - 50- fifty NH4OHNH 4 OH - 20- twenty NaH2PO2·H2ONaH 2 PO 2 · H 2 O - 25- 25

Далее заготовку 1 (согласно фиг.1) помещают между токонепроводящими экранами 2, например П-образными, таким образом, чтобы указанные экраны, выполненные, например, из оргстекла, касались торцов 3 заготовки 1. Но при этом П-образные края экранов как бы перекрывают («охватывают») края заготовки с отступом от нее полочками 4 ориентировочно на 1,5-3,0 см.Next, the workpiece 1 (according to figure 1) is placed between the non-conductive screens 2, for example, U-shaped, so that these screens, made, for example, of plexiglass, touch the ends 3 of the workpiece 1. But at the same time, the U-shaped edges of the screens overlap ("cover") the edges of the workpiece with indentation from it with shelves 4 approximately 1.5-3.0 cm

Требуемое количество никеля, рассчитанное из необходимости получения нихромового сплава, содержащего 25 мас.% хрома, осаждают на заготовку, окруженную токонепроводящими экранами из электролита, содержащего, г/л:The required amount of Nickel, calculated from the need to obtain a nichrome alloy containing 25 wt.% Chromium, is deposited on a workpiece surrounded by current-conducting screens from an electrolyte containing, g / l:

NiCl2·6 Н2ONiCl 2 · 6 H 2 O - 160- 160 NaCINaCI - 120- 120 NH4CINH 4 CI - 30- thirty Н3ВО3 H 3 IN 3 - 28- 28

Электрохимическое осаждение производят при габаритной плотности тока осаждения, равной 1,5 А/дм2, с циклическим чередованием процессов осаждения и растворения металлического покрытия путем реверсирования тока при отношении плотности тока осаждения к плотности тока растворения 0,5÷0,75 и при отношении длительности процесса осаждения к длительности процесса растворения 6÷7,5.Electrochemical deposition is carried out at an overall deposition current density of 1.5 A / dm 2 , with a cyclic alternation of the deposition and dissolution of the metal coating by reversing the current at a ratio of the deposition current density to the dissolution current density of 0.5 ÷ 0.75 and with respect to the duration the precipitation process to the duration of the dissolution process of 6 ÷ 7.5.

Удаление органического вещества и подложки проводят путем постепенного, в течение 3 ч, нагрева указанной заготовки в печи с водородной атмосферой до 650°С, с выдержкой при этой температуре в течение 30 минут.The removal of organic matter and the substrate is carried out by gradually heating, for 3 hours, the specified preform in a furnace with a hydrogen atmosphere to 650 ° C, with exposure at this temperature for 30 minutes.

Спекание сплава проводят путем постепенного, в течение 3 ч, нагрева заготовки в вакуумной печи до температуры 1250°С, с выдержкой при этой температуре в течение времени спекания, соответствующего рассчитанному по формуле τс=≥1,08(θd)2/D, гдеSintering of the alloy is carried out by gradually heating, for 3 hours, the workpiece in a vacuum furnace to a temperature of 1250 ° C, with exposure at this temperature for a sintering time corresponding to that calculated by the formula τ c = ≥1.08 (θd) 2 / D, Where

τc - время спекания-гомогенизации, ч;τ c - sintering-homogenization time, h;

1,08 - константа,1.08 is a constant,

θ - относительная плотность получаемого высокопористого сплава;θ is the relative density of the obtained highly porous alloy;

d - средний диаметр ячеек ППУ, мм;d is the average cell diameter of the PUF, mm;

D - величина коэффициента диффузии наименее подвижного компонента порошковой смеси заготовки в гальванически осажденном металле при температуре спекания-гомогенизации, см2/с (значение величин коэффициентов диффузии легирующих элементов из порошкового слоя в гальванически осажденный слой матричного металла рассчитывают по справочным данным).D is the diffusion coefficient of the least mobile component of the billet powder mixture in a galvanically deposited metal at a sintering-homogenization temperature, cm 2 / s (the values of the diffusion coefficients of the alloying elements from the powder layer into the galvanically deposited matrix metal layer are calculated using reference data).

Данные о гомогенности высокопористого нихрома, полученного по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.Data on the homogeneity of highly porous nichrome obtained by the proposed and known methods are shown in the table.

Результаты, приведенные в таблице, показывают, чтоThe results shown in the table show that

- предложенный способ (примеры 1, 3, 4) позволяет получать гомогенный никелевый сплав, который характеризуется высокой однородностью по площади и глубине; и одновременно с этим обеспечивается высокая пористость получаемого сплава (средний диаметр ячеек до 3,2 мм);- the proposed method (examples 1, 3, 4) allows to obtain a homogeneous Nickel alloy, which is characterized by high uniformity in area and depth; and at the same time, a high porosity of the obtained alloy is ensured (average cell diameter up to 3.2 mm);

- анализ микроструктуры и ферромагнитности показали, что полученный сплав нихром, как по предложенному, так и по известному по прототипу способам, соответствует по удельной электропроводности и окалиностойкости нихрому и нет участков с содержанием хрома менее 6-7% (при которых сплав становится неферромагнитным);- analysis of the microstructure and ferromagnetism showed that the obtained nichrome alloy, according to both the proposed method and the one known from the prototype, corresponds to the electrical conductivity and scale resistance of nichrome and there are no sections with a chromium content of less than 6-7% (in which the alloy becomes non-ferromagnetic);

- ВПЯМ из примеров 2 (без использования экранов) и 5 (время спекания не соответствует расчетному, а является более низким) не имеют свойства нихрома и у них отсутствует гомогенность.- HPLC from examples 2 (without using screens) and 5 (sintering time does not correspond to the calculated one, but is lower) do not have the properties of nichrome and they do not have homogeneity.

Таким образом, проанализировав результаты изготовления заявляемым способом высокопористого нихрома, приведенные в таблице, можно сделать вывод, что положительный результат, т.е. гомогенность сплава никеля, достигается тогда, когда фактическое время спекания соответствует расчетному, как в примерах 1, 3 и 4 таблицы, и при осуществлении всех операций в заявленной последовательности.Thus, after analyzing the manufacturing results of the inventive method of highly porous nichrome shown in the table, we can conclude that a positive result, i.e. the homogeneity of the nickel alloy is achieved when the actual sintering time corresponds to the calculated one, as in examples 1, 3 and 4 of the table, and during all operations in the stated sequence.

Сравнение гомогенности структуры высокопористого никеля, полученного различными способами, приведены на фиг.2 и фиг.3. На фиг.2 приведен объемный график распределения электролитического никеля по ширине и высоте ВПЯМ-пластины, полученной известным по прототипу способом; на фиг.3 - объемный график распределения электролитического никеля по ширине и высоте ВПЯМ-пластины, полученной предлагаемым способом. При этом очевидно, что никель, полученный предлагаемым способом характеризуется однородностью структуры, в том числе по краям и по объему.A comparison of the structure homogeneity of highly porous nickel obtained by various methods is shown in FIG. 2 and FIG. 3. Figure 2 shows a three-dimensional graph of the distribution of electrolytic nickel in width and height of the HPMP plate obtained by a method known in the prior art; figure 3 is a three-dimensional graph of the distribution of electrolytic Nickel in width and height of the HPM plate obtained by the proposed method. It is obvious that the nickel obtained by the proposed method is characterized by the uniformity of the structure, including along the edges and in volume.

Таким образом, высокопористый никель и его сплавы, полученные предлагаемым способом, отвечают всем требованиям, предъявляемым к ВПЯМ.Thus, highly porous nickel and its alloys obtained by the proposed method meet all the requirements for HPLC.

Таблица
Данные о гомогенности высокопористого нихрома, полученного по предлагаемому и известному способам (получение высокопористого сплава нихром (Cr 25%, Ni 75%), Коэффициент диффузии Cr в Ni при 1250°С DCr-Ni=4,97·10-10 см2/с; при 1200°С 2,39·10-10 см2/c K=1,08)
Table
Data on the homogeneity of highly porous nichrome obtained by the proposed and known methods (preparation of a highly porous nichrome alloy (Cr 25%, Ni 75%), Cr diffusion coefficient in Ni at 1250 ° С D Cr-Ni = 4.97 · 10 -10 cm 2 / s; at 1200 ° С 2.39 · 10 -10 cm 2 / s K = 1.08)
Номер примераExample Number Относительная плотность, θRelative density, θ Средний диаметр ячеек d, ммThe average cell diameter d, mm Температура спекания Tcn °CSintering temperature T cn ° C Коэффициент диффузии Cr в Ni DCr-Ni, см2The diffusion coefficient of Cr in Ni D Cr-Ni , cm 2 / s Время спекания Т, часSintering time T, hour Расчетное время спекания τ1·часEstimated sintering time τ 1 · hour Гомогенность сплаваAlloy homogeneity 1one 0,070,07 3,23.2 12501250 4,97·10-10 4.97 · 10 -10 3,03.0 2,82,8 ++ 22 0,100.10 3,23.2 12501250 4,97·10-10 4.97 · 10 -10 3,03.0 5,715.71 -- 33 0,100.10 3,23.2 12501250 4,97·10-10 4.97 · 10 -10 6,06.0 5,715.71 ++ 4four 0,0710,071 1,21,2 12501250 4,97·10-10 4.97 · 10 -10 0,50.5 0,4050.405 ++ 55 0,0710,071 1,21,2 12501250 4,97·10-10 4.97 · 10 -10 0,250.25 0,4050.405 -- Известный способKnown method 0,0710,071 0,850.85 12001200 2,39·10-10 2.3910 -10 3,03.0 0,4230.423 ++

Claims (5)

1. Способ получения высокопористого никеля или его сплава, включающий приготовление суспензии металлического порошка в водном растворе поливинилового спирта, нанесение суспензии на подложку из пористого полимерного материала с образованием заготовки, сушку, термическую обработку при температуре не ниже 160°С, электрохимическое осаждение никеля из электролита, термодеструкцию для удаления поливинилового спирта и подложки и спекание, отличающийся тем, что при приготовлении суспензии в качестве металлического порошка используют порошок никеля или смесь порошков для получения сплава, перед электрохимическим осаждением заготовку помещают между токонепроводящими экранами, электрохимическое осаждение проводят посредством реверсирования тока, а спекание проводят в течение времени, определяемого по формуле1. A method of producing highly porous nickel or an alloy thereof, comprising preparing a suspension of a metal powder in an aqueous solution of polyvinyl alcohol, applying a suspension to a substrate of porous polymeric material to form a preform, drying, heat treatment at a temperature of at least 160 ° C, electrochemical deposition of nickel from an electrolyte thermal degradation to remove polyvinyl alcohol and the substrate and sintering, characterized in that in the preparation of the suspension as a metal powder using a powder nickel or a mixture of powders to obtain an alloy preform prior to electrochemical deposition screens placed between non-conducting, electrochemical deposition is carried out by reversing the current, and sintering is carried out for a time determined by the formula τс≥1,08(θd2)/D,τ s ≥1.08 (θd 2 ) / D, где τс - время спекания, ч;where τ s is the sintering time, h; 1,08 - константа;1.08 is a constant; θ - относительная плотность получаемого высокопористого сплава;θ is the relative density of the obtained highly porous alloy; d - средний диаметр ячеек пористого полимерного материала, мм;d is the average cell diameter of the porous polymeric material, mm; D - величина коэффициента диффузии наименее подвижного компонента порошковой смеси в гальванически осажденном металле при температуре спекания, см2/с.D is the value of the diffusion coefficient of the least mobile component of the powder mixture in a galvanically deposited metal at a sintering temperature, cm 2 / s. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пористого полимерного материала используют пенополиуретан.2. The method according to claim 1, characterized in that polyurethane foam is used as the porous polymeric material. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на заготовку осаждают такое количество никеля, чтобы массовое соотношение между ним и количеством металлического порошка в суспензии составляло 1:1.3. The method according to claim 1, characterized in that the amount of nickel is deposited on the preform so that the mass ratio between it and the amount of metal powder in the suspension is 1: 1. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве токонепроводящих экранов используют пластиковые пластины П-образной формы.4. The method according to claim 1, characterized in that as a non-conductive screens use plastic plate U-shaped. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что реверсирование тока осуществляют при отношении плотности тока осаждения к плотности тока растворения 0,5-0,75 и при отношении длительности процесса осаждения к длительности процесса растворения 6-7,5.5. The method according to claim 1, characterized in that the current is reversed when the ratio of the deposition current density to the dissolution current density is 0.5-0.75 and the ratio of the duration of the deposition process to the duration of the dissolution process is 6-7.5.
RU2006100783/02A 2006-01-10 2006-01-10 Method of production of high-porous nickel and its alloys RU2311470C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100783/02A RU2311470C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Method of production of high-porous nickel and its alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100783/02A RU2311470C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Method of production of high-porous nickel and its alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006100783A RU2006100783A (en) 2007-07-20
RU2311470C2 true RU2311470C2 (en) 2007-11-27

Family

ID=38430858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006100783/02A RU2311470C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Method of production of high-porous nickel and its alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2311470C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493934C1 (en) * 2012-08-13 2013-09-27 Закрытое акционерное общество "ЭКАТ" Method of producing refractory highly porous permeable alloys
RU2497631C1 (en) * 2012-07-31 2013-11-10 Герман Алексеевич Цой Method of making high-porosity cellular material
RU2555265C2 (en) * 2013-10-08 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of production of high porous cellular material based on chromal
RU2759860C1 (en) * 2020-12-30 2021-11-18 Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа Method for obtaining highly porous cellular material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497631C1 (en) * 2012-07-31 2013-11-10 Герман Алексеевич Цой Method of making high-porosity cellular material
RU2493934C1 (en) * 2012-08-13 2013-09-27 Закрытое акционерное общество "ЭКАТ" Method of producing refractory highly porous permeable alloys
RU2555265C2 (en) * 2013-10-08 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of production of high porous cellular material based on chromal
RU2759860C1 (en) * 2020-12-30 2021-11-18 Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа Method for obtaining highly porous cellular material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006100783A (en) 2007-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3694325A (en) Process for uniformly electroforming intricate three-dimensional substrates
JP3101922B2 (en) Method for producing metal foam and obtained metal foam
KR101818085B1 (en) Highly corrosion-resistant porous metal body and method for producing the same
JP5075910B2 (en) Apparatus and foam electroplating method
RU2311470C2 (en) Method of production of high-porous nickel and its alloys
US20080179192A1 (en) Multi-anode system for uniform plating of alloys
KR102032265B1 (en) Method for producing porous copper for a negative electrode current collector of a lithium secondary battery, and porous copper produced therefrom, and a negative electrode current collector of a lithium secondary battery
CA2765279A1 (en) Metal foams
KR20090036713A (en) Permalloy, electroforming apparatus and method of the permalloy, manufacturing apparatus and method of the permalloy
CN109306459A (en) Two-sided conductive electromagnetic shielding material of a kind of high temperature resistant and the preparation method and application thereof
CN109306487A (en) Electromagnetic shielding material and the preparation method and application thereof based on Kapton
JPH0317916B2 (en)
RU2312159C2 (en) Method of production of highly porous chromal
JP2003525346A (en) A method for making surface-treated cold-rolled steel sheets that can be deep drawn or drawn, and preferably cold rolled steel sheets for making cylindrical containers, especially battery containers.
JPH10195689A (en) Manufacture of finely perforated metallic foil
CN108660489B (en) Preparation method of three-dimensional porous metal material with non-deviation aperture and physical property
KR101183608B1 (en) Iron foam and manufacturing method thereof
JP4292564B2 (en) Porous metal having excellent ductility and method for producing the same
CN1040237C (en) Process for preparing spongy foam nickel
JP2000355789A (en) High porosity cellular three-dimensional metallic structure made of refractory alloy and its production
CN113557583B (en) Electrode structure and preparation method thereof
CN114606525A (en) Integral porous metal electrode and preparation method thereof
RU2002580C1 (en) Method of producing porous material
JP2005517085A (en) A method of heat-treating a cold-rolled sheet having a surface coating made of Ni and / or Co, a sheet metal that can be manufactured by the method, and a battery metal container that can be manufactured by the method
KR101151614B1 (en) Manufacturing Method film by Concurrent Multi-component Deposition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100111