[发明专利]制造具有氧化层的开孔金属体的方法和由该方法制造的金属体

说明书

本发明涉及一种开孔金属体，其包括由Ni、Co、Fe、Cu、Ag或这些化学元素中的一种化学元素的合金组成的芯层(A)，其中，在所述合金中含有的所述一种化学元素的含量大于25at％，并且在所述芯层(A)的表面上形成由金属间相或Al的混合晶体形成的渐变层(B)，并且在所述渐变层(B)上形成由氧化铝形成的层(C)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造开孔金属体的方法，优选为具有氧化层的开孔金属泡沫体，特别是基于开孔金属半成品的结构化载体材料，并且还涉及由该方法制造的金属体。

背景技术

开孔体(特别是利用金属泡沫形成的体)本身是已知的。由一种元素或合金组成的纯金属体(即，例如没有外部保护壳体的金属泡沫板)具有缺陷，例如延性金属的低机械强度、低的热稳定性、不足的耐腐蚀性以及元素从开孔体的材料到在上面形成的功能性涂层中的不期望的迁移。元素从金属材料到上面形成的活性功能性涂层的不期望的迁移能够改变它们的晶体结构、化学组成以及优选的元素氧化程度，并因此不利地影响了它们作为热导体、电导体或化学反应催化剂的功能。特别是在具有催化活性的功能性涂层的情况下，这可能导致催化活性成分的所谓中毒，从而可能导致有利于不期望的副反应的选择性劣化以及老化加速和催化剂的催化活性丧失。

因此，US 2007/0160518 A1公开了一种用于排气装置的金属泡沫。

US 2014/0221700 A1涉及一种在表面上改性的表面。

US 2012/0302811 A1公开了一种具有氧化铝层的催化剂。

DE 38 83 722 T2说明了一种用于制造铁素体不锈钢的方法。

US 8012598 B2涉及一种金属泡沫体。

US 2013/0061987 A1提出了一种用于制造金属装置的方法。

US 2014/0106962 A1公开了一种金属载体催化剂结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种由金属或金属合金制成的开孔材料以及一种方法，该开孔材料具有化学成分确定的且结构化的纯金属的或混合金属的氧化铝表面层，该氧化铝表面层具有较高比例的氧化铝，该方法包括在保持开孔结构的同时利用铝或由铝和至少一个其它金属M制成的形成颗粒的单相和/或多相合金来涂覆金属或金属合金泡沫，通过烧结被涂覆的半成品或熔化涂层在涂层内并且在涂层与形成芯的层(芯层，特别是泡沫表面)之间形成材料结合连接和金属间相，并通过最终的氧化步骤形成化学成分确定的结构化保护层。

根据本发明生产的开孔金属体形成有由Ni、Co、Fe、Cu、Ag或这些化学元素中的一种化学元素的合金组成的芯层A，其中，该一种化学元素在合金中的含量大于25at％，优选地大于50at％。渐变层位于芯层的表面上，并且由金属间相或Al的混合晶体形成。

在该渐变层上还存在有由氧化铝形成的氧化层。该氧化层由纯α-Al₂O₃相形成。

渐变层和/或氧化层C应覆盖芯层表面的至少90％，优选为完全覆盖芯层表面。优选地，渐变层B应具有在1μm至50μm的范围内的层厚度，并且氧化层C应具有在0.05μm至1μm的范围内的层厚度。

在生产期间，形成芯层的半成品的表面应涂覆有纯铝粉末或铝含量至少为40at％的铝合金粉末。