[发明专利]一种多级孔金属制备方法

说明书

本发明公开了一种多级孔金属制备方法，具体为：制备孔径与待制多级孔金属的最小一级孔孔径相同或相当的多孔金属膜，然后破碎为尺寸最大值为待制多级孔金属最小一级孔孔径均值6‑40倍的颗粒，将颗粒制成浆料，均匀地浸渍到具有比待制多级孔金属最小一级孔大的上一级孔的有机高分子材料支架上；在真空或保护气氛中烧结，再按照金属材料工艺进行常规后续处理，即制得多级孔金属。该种方法能有效地控制孔径大小、孔的布置、贯通性，制备的材料贯通性好，各级孔均各自相互贯通且各级孔相互间也彼此贯通，可用作生物材料、过滤材料等多种材料，能满足多种功能需求，制备方法简便、易于实现。

技术领域

本发明涉及多孔金属，具体涉及一种多级孔金属的制备方法。

背景技术

多孔金属是一种兼具功能和结构双重属性的新型工程材料，这种材料不仅保留了可焊性、导电性及延展性等金属特性，而且具备体积密度低、比表面积大、吸能减震、消音降噪、电磁屏蔽、透气透水、低热导率等特性，其应用在不断增加。目前制备多孔金属的传统方法主要有粉末冶金法、纤维烧结法、熔体发泡法、熔体吹气法、渗流铸造法、金属沉积法、中空球烧结法、自蔓延高温合成法、泡沫浸渍法等；以泡沫浸渍法为例，专利CN 102462861 A一种医用金属植入材料多孔钽的制备方法公开的方法是：用有机粘结剂与分散剂配制成的溶液，与淀粉和金属钽粉的混合粉制成钽粉浆料，并浇注于有机泡沫体中，浸渍直至有机泡沫体孔隙注满钽粉浆料，然后干燥除去浇注有钽粉浆料的有机泡沫体中的分散剂，在惰性气体保护气氛下脱脂处理以除去有机粘结剂和有机泡沫体，真空下烧结制得多孔烧结体，经烧结的纯钽粉末堆积构成的泡沫骨架上，钽粉颗粒相互间具有烧结颈结构，再真空下退火及常规后处理制得多孔钽。上述这些方法的主要缺陷是制备的材料孔结构单一，且难以控制孔径大小和连通性等，孔结构单一使得其不能满足多种功能需求，孔径大小和连通性难以控制将使材料不能充分、准确地完成所需功能。

近年来，具有多级孔结构的材料的制备和应用已经成为国际上一个十分活跃的前沿研究领域，并且已成为未来的研究热点。无论是在生物技术，生物医药，催化，能源，光学，分离等方面的应用，还是生物固载技术在光合作用和细胞疗法的应用，多级孔材料已经被大量的领域所关注。目前，正在研究的多级孔材料一方面孔径大都在纳米范围，几纳米到几十纳米，孔径小，很多应用比此值大得多；另一方面，正在研究的多级孔材料绝大多数为非金属材料，涉及金属的主要为金属氧化物材料，金属及合金的很少，而很多应用需要金属及合金的多级孔材料。尽管有的研究者做出了与金属有关的多级孔材料，如CN201410337365宏观-微观-纳米分级结构力学适配性骨修复体及其制备，介绍了一种骨修复体。它包括宏观孔隙金属结构体、微观孔隙结构体以及纳米纤维，内部的宏观孔隙的尺寸为300-1500 微米，各宏观孔隙之间相互完全连通，微观孔隙结构体位于宏观孔隙金属结构体之内，内部的微观孔隙结构均匀且孔隙之间相互完全连通，孔隙尺寸为50-250 微米；微观孔隙的孔隙壁由纳米纤维构成，但它是一种孔隙的多孔金属与另一种孔隙的非金属及纳米纤维构成，其制备方法不能有效控制孔的尺寸。金属多级孔材料制备由于技术原因较为困难，研究很少。

发明内容：

本发明的目的是提供一种有效可控的具有多级孔结构的多孔金属制备方法。

发明人认为，如果先制备出具有下一级孔的金属材料，再用其作为腔壁构筑上一级孔结构，即可制备出具有两级孔的金属材料，依次类推，可制备出两级以上孔的金属材料。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种多孔金属的制备方法，包括如下步骤：

（1）材料准备

制备孔径与待制多级孔金属最小一级孔孔径相同或相当的多孔金属膜，然后破碎为尺寸最大值为待制多级孔金属最小一级孔孔径均值6-40倍的颗粒；

（2）将上述颗粒制成浆料，均匀地浸渍到具有比待制的多级孔金属的最小一级孔大的上一级孔的有机高分子材料支架上；