[发明专利]应用于尾气过滤及催化剂载体的泡沫铁铬铝及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于柴、汽油发动机尾气过滤及作为催化剂载体的新型材料——泡沫铁铬铝及其制作工艺。

背景技术

柴油、汽油发动机尾气中有害气体的排放对环境的污染已引起各国政府的高度重视，多年来业界一直致力于研究如何控制这些有害气体的排放。目前采用的方法是对尾气进行过滤及催化，常用的过滤材料为涂有催化剂的多孔陶瓷，使尾气中的有害气体得到了一定的控制。但这种过滤材料在实际应用中存在一些缺陷：一是多孔陶瓷由于其自身的物理特性所限在使用中容易破碎，从而丧失了过滤功能；二是多孔陶瓷的结构为多个直通空，尾气在过滤时通过的时间短、接触面积小，达不到有效过滤；三是由于多孔陶瓷直通孔的结构，作为尾气催化剂的载体没有足够的表面积，尾气在通过表面涂有催化剂的直通孔时，不能与催化剂大面积、足够的接触，从而降低了对尾气的净化效果。

发明内容

本发明提供的一种应用于柴、汽油发动机尾气过滤及作为催化剂载体的新型材料——泡沫铁铬铝及其制作工艺，所述的泡沫铁铬铝具有足够的强度、更有效的过滤及更好的催化效果，其工艺也简便适于大批量生产，从而对发动机的尾气能够更安全、更有效地处理，极大地降低了有害气体的排放。

所述的泡沫铁铬铝是以泡沫形状金属(铁、镍、铜及其合金等)为基材，在其多孔表面进行火焰喷涂铁铬铝，泡沫形状金属(铁、镍、铜及其合金等)基材具有良好的机械强度，泡沫金属的形状有多个曲通孔2相交形成筋条(孔壁)1，经过喷涂铁铬铝后，在每个筋条(孔壁)上附着的铁铬铝微粒3又形成了多个微孔4，同时对泡沫金属的孔壁表面起到毛化作用，极大地改善了催化剂的附着。因此，当发动机尾气通过时与孔壁碰撞后沿着孔壁向各个方向分散，与附着催化剂的孔壁多次、均匀地接触，得到了充分的过滤和净化。

本发明所生产的泡沫铁铬铝是集耐高温、耐腐蚀、韧性好、附着力强，高通透率、曲通率、微孔率于一体的尾气净化首选材料。

泡沫铁铬铝的制作工艺：

1，多孔金属基材的制作

第一步：导电化处理

选用聚醚、聚氨脂海绵，根据要求：厚度1mm-50mm之间，孔径0.1mm-10mm之间，形状可是平板型、圆桶型、圆柱型等各种几何图形，用导电胶、化学镀或真空镀、多弧离子镀等方法进行导电化处理；

第二步：预镀

将导电化处理后的海绵放入电镀槽中进行预镀，预镀层可为铁、镍、铜等单金属，也可预镀铁镍合金等其他合金，又可复合电镀：镀铁可加三氧化二铝、氧化硅、碳化铬等其他氧化物、碳化物；镀镍可加三氧化二铝、氧化硅、碳化铬等其他氧化物、碳化物，根据需要预镀的质量可在0.02-0.3g/cm³之间；

第三步：复合镀

经预镀后的海绵放入复合电镀槽中进行电镀，根据需要电镀时氧化物或碳化物的含量可在1g/L-200g/L之间，复合电镀的质量可在0.05-0.5g/cm³之间；

第四步：主镀

达到规定质量后进行主镀，主镀可电镀铁、镍等纯金属或铁镍合金等其他合金，主镀质量可在0.05-0.5g/cm³之间，也可根据要求不进行主镀；

第五步：氧化还原处理

达到规定质量后进行氧化还原处理，用于烧掉海绵并对其进行热处理和氢还原，热处理温度根据需要可在300℃-900℃之间，氢还原温度根据需要可在700℃-1200℃之间；

通过上述工艺得到所需要的多孔金属基材。

2、铁铬铝的喷涂

在电镀完毕，热处理氢还原后得到的多孔基材上进行火焰喷涂，喷涂时可采用电弧线材喷枪、氧乙炔线材喷枪、粉末喷枪。

线材喷枪喷涂时，喷铁铬铝线材直径为￠1.5-4.0mm；

粉末喷枪喷涂时，喷铁铬铝粉末粒度为50-450目；

第一步：火焰喷涂

使用上述材料和工具将铁铬铝线材或粉末均匀喷在基材孔道内，使基材每根筋条、孔壁周围都能沉积到足够的铁铬铝微粒，使基材的每一根筋条、孔壁上布满铁铬铝微粒堆积形成微孔；

喷涂距离为：可在50-300mm之间；

喷枪往复移动速度为：可在0.1-1.5m/s之间；

喷枪工作电压为：32-52V之间，电流：80-300A之间；

压缩空气压力：可在0.4-1.1mpa之间；

第二步：热处理