[发明专利]用于过滤的柔性多孔金属箔及柔性多孔金属箔的制备方法

说明书

本发明的申请人于2014年10月31日提交了申请号为2014106089803、名称“柔性多孔金属箔及其制备方法”的发明专利申请。该在先申请的说明书中提供的柔性多孔金属箔及其制备方法可能与本申请存在技术上的关联。由于该在先申请在本申请的申请日尚未公开，故本说明书的下述内容中多涉及到该在先申请中的内容，以便公众在阅读本申请文件时能够更为全面、清楚了解本柔性多孔金属箔及其制备技术。

技术领域

本发明涉及烧结金属多孔材料及其制备，具体涉及柔性多孔金属箔及柔性多孔金属箔的制备方法。

背景技术

烧结金属多孔材料的主要用作过滤材料。在具体应用中，需将烧结金属多孔材料制成一定形状和构造的过滤元件，然后将过滤元件安装到过滤装置中。现有的烧结金属多孔材料过滤元件基本上都为刚性的管型或板型结构。它们的制备原理类似，即大致上为：先通过专门的成型模具将构成该金属多孔材料的原料粉压制成管型或板型的压坯(一般采用等静压成型技术)，然后再对压坯进行烧结，烧结后得到产品。

上述管型或板型的烧结金属多孔材料过滤元件由于受其形状、构造以及附带而来的对过滤装置及系统的相应要求的影响，使用范围受限。由于烧结金属多孔材料过滤元件在化学侵蚀的抵抗性、材料不可逆污染抵抗性、机械强度等方面上相比目前的过滤元件(例如有机过滤膜)具有更强的优势，因此，开发出在多个领域中能够相应替代原有过滤元件的新型烧结金属多孔材料过滤元件很有意义。

在上述背景基础上，申请人开创性提出开发一种柔性多孔金属箔。即，由金属多孔材料所构成可比较自由的弯曲甚至可折迭的薄片。

论文“Ti-Al金属间化合物多孔材料的研究进展，江垚等，中国材料进展，第29卷，第3期，2010年3月”的第2.3中节描述了一种Ti-Al金属间化合物纸型膜的制备工艺。由于上述纸型膜由Ti-Al金属间化合物构成，因此仍是一种刚性材料。

发明内容

本发明首先要提供几种柔性多孔金属箔以及柔性多孔金属箔的制备方法；本发明其次要提供几种多孔金属箔(柔性和刚性均可)的制备方法；本发明还要提供可用于上述方法的制膜工装。

本发明所要提供的第一种柔性多孔金属箔，是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度为5～200μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％，且由一个均质的膜片烧结而成。具体而言，该柔性多孔金属箔首先在材料成分上是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属构成，从而保证该柔性多孔金属箔的柔性。其次，构成该柔性多孔金属箔的金属材料应当是多孔材料，其孔结构表征为平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％，这样，柔性多孔金属箔可满足广泛的过滤分离要求。另外，柔性多孔金属箔(薄片)的厚度为5～200μm，一般为10～60μm。更重要的是，该柔性多孔金属箔由一个均质的膜片烧结而成。所谓“均质”表示膜片的成分大致上均匀，即本质上区别于在背景技术“Ti-Al金属间化合物多孔材料的研究进展”中提及的经过了覆膜处理后、反应合成前的铝箔。覆膜处理后、反应合成前的铝箔可理解为一种非对称形态的薄片。而“非对称”的含义在烧结金属多孔材料领域是通用的。本发明中的“均质”即是相对于“非对称”所提出区别概念。由于本发明的柔性多孔金属箔由一个均质的膜片烧结而成，因此该箔片的孔径分布更均匀、箔片平整度等更好。

所述薄片可以由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。例如，所述薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体或Fe-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。又例如，所述薄片优选由Ni-Cu固溶体金属多孔材料所构成，这时可要求该多孔材料的众多孔隙中有75％以上孔径差在小于70μm的范围内。另外，Ni-Cu固溶体金属多孔材料在柔性(可多次折迭)和化学稳定性等方面都比较理想，且在烧结形成的多孔材料的渗透性上也十分优异，因此应用范围相对比较广泛。

所述薄片还可以由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成。例如，所述薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片也可以由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片还可以由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。