[发明专利]一种柔性金属复合纤维多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种柔性金属复合纤维多孔材料及其制备方法和应用，涉及金属多孔材料技术领域。本发明提供的柔性金属复合纤维多孔材料包括金属多孔材料柔性基层和通过磁控溅射或化学气相沉积冶金结合在所述金属多孔材料柔性基层纤维表面的钨沉积层；所述金属多孔材料柔性基层包括金属纤维纱线、金属纤维织物、金属纤维棉或金属纤维网。本发明提供的柔性金属复合纤维多孔材料，是在金属多孔材料柔性基层上沉积钨层，柔性基层具有良好的透气性、柔韧性和可加工性，钨层包裹在金属纤维表层，既保持了芯部的柔韧性，又能充分发挥钨层的抗热冲击和抗辐照等自身特性。本发明提供的柔性金属复合纤维多孔材料成功地实现了钨纤维多孔材料的柔韧化。

技术领域

本发明涉及金属多孔材料技术领域，特别涉及一种柔性金属复合纤维多孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

钨(W)具有典型的体心立方结构，具有高密度、高熔点、高硬度、热膨胀系数小、抗腐蚀性和优异的抗氧化性能以及导电导热性能等，已在航空航天、电子、化工等领域得到广泛的应用。柔性金属纤维多孔材料具有孔隙率高、柔韧性好、耐温、耐腐蚀等特征，是非常优良的液体过滤及烟气除尘用材料。由于柔性金属纤维多孔材料和钨具有上述诸多特殊的结构及功能特性，若能将钨制成柔性钨纤维多孔材料将具有更为广阔的应用空间。

但是钨因其自身的低塑性及高熔点(高达3410℃)导致其纤维制备及烧结成毡难度非常大，柔性钨纤维多孔材料未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种柔性金属复合纤维多孔材料及其制备方法和应用。本发明实现了钨纤维多孔材料的柔韧化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种柔性金属复合纤维多孔材料，包括金属多孔材料柔性基层和通过磁控溅射或化学气相沉积冶金结合在所述金属多孔材料柔性基层纤维表面的钨沉积层；所述金属多孔材料柔性基层包括金属纤维纱线、金属纤维织物、金属纤维棉或金属纤维网。

优选地，所述金属纤维纱线由2～6股金属长丝加捻制成；所述金属长丝的丝径为1～20μm，长度大于1000mm。

优选地，所述金属多孔材料柔性基层的材质包括不锈钢、钛、钛合金、铜、铜合金、镍和镍合金中的一种或多种。

优选地，所述钨沉积层的厚度为金属多孔材料柔性基层纤维丝径的0.1～10倍。

本发明提供了以上技术方案所述柔性金属复合纤维多孔材料的制备方法，当通过磁控溅射制备时，包括以下步骤：

以高纯钨靶为溅射源，以氩气为工作气体，对所述金属多孔材料柔性基层进行磁控溅射沉积钨层，得到所述柔性金属复合纤维多孔材料；

当通过化学气相沉积制备时，包括以下步骤：以钨的前驱体气体和还原性气体为反应气体，通入载气，对所述金属多孔材料柔性基层进行化学气相沉积，在金属纤维表面形成钨沉积层，得到所述柔性金属复合纤维多孔材料；所述钨的前驱体气体为卤化物气体。

优选地，所述磁控溅射的溅射功率大于150W，工作压力小于20Pa。

优选地，所述钨的前驱体气体为WF₆气体或WCl₆气体；所述还原性气体为H₂或SiH₄；所述载气为Ar、He或N₂。

优选地，当钨的前驱体气体为WF₆气体时，所述化学气相沉积的沉积温度为400～700℃，压强为100～10⁵Pa；WF₆气体与还原性气体的摩尔比为1:1～1:5；