СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО ГУБЧАТОГО МЕТАЛЛА Российский патент 1995 года по МПК C25C1/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения высокопористого губчатого металла, сплавам с открытыми порами, используемого для фильтров, фильтров влагоотделителей, катализаторов, элементов источников тока, конструкционных деталей.

Известны способы получения высокопористого металла, которые включают в себя нанесение на органическую губчатую подложку электропроводящего слоя, электролитическое осаждение металла и термообработку, причем нанесение на органическую губчатую подложку электропроводящего слоя осуществляется путем последовательности обработки подложки:
сенсибилизация раствором хлористого олова и соляной кислоты;
отмывка раствора сенсибилизирования в слабом растворе аммиака;
активирование поверхности заготовки раствором хлористого палладия;
отмывка от раствора активирования;
обработка заготовки в восстановительном растворе фосфорноватистокислого натрия;
отмывка от восстановительного раствора;
нанесение тонкого слоя металла на активированную поверхность химическим способом из восстановительного раствора, например для осаждения меди, раствор, состоящий из сернокислой меди, натрия углекислого, глицерина, щелочи, формалина и сложного состава стабилизатора, сернокислая медь, тартрак Ка-Nа, щелочь, формалин. В указанном способе получения высокопористого губчатого металла недостатками являются:
сложность технологического исполнения, т. е. большое количество операций и переходов, сложность приготовления растворов, что не позволяет автоматизировать производство;
большие трудозатраты по основным и вспомогательным операциям;
безвозвратные потери большого количества химикатов, драгоценного и цветных металлов;
необходимость в вспомогательном производстве по регенерации (возврату) химикатов из отработанных растворов;
растворы химического нанесения металла сложны в приготовлении, требуют охлаждения после приготовления, одноразового использования, разлагающиеся при хранении;
при работе с растворами требуются специальные мероприятия по охране труда и экологической защите.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, упрощение и удешевление технологии получения высокопористого губчатого металла.

Это достигается тем, что в способе получения высокопористого губчатого металла, состоящем из операций: сенсибилизации хлористым оловом, активации хлористым палладием, химического осаждения металла из восстановительного раствора, электрохимического осаждения металла из электролита, термообработки в восстановительной атмосфере, операции сенсибилизации хлористым оловом, активирование хлористым палладием и химическое осаждение металла из востановительного раствора исключаются, т. е. исключаются операции, служащие для придания поверхности органической подложки электропроводности.

Для получения электропроводящего слоя на поверхности органической подложки предлагается использовать химический процесс вытеснения металла из раствора соли, металлом с более отрицательным потенциалом по водородной шкале, чем металл, находящийся в растворе соли, для чего необходимо нанести суспензию порошка металла в растворе связующего водопроницаемого после сушки вещества на поверхность органической подложки тонким слоем, просушить, опустить в раствор соли металла, который необходимо получить, при этом металл из раствора соли будет вытесняться в поры связующего вещества и на поверхности, соединяясь между собой в порах и на поверхности, после чего образуется сплошной электропроводящий слой металла по всей поверхности органической подложки, достаточный чтобы проводить электрохимическое осаждение металла в стандартных для получения губчатого высокопористого металла электролитах.

П р и м е р. Для получения электропроводного слоя меди при получении высокопористого губчатого металла чистой меди или другого металла с примесью меди 3-20% после электрохимического осаждения металла в стандартном электролите при получении высокопористого губчатого металла замешивалась суспензия порошка железа 700 г/л в 20%-ном растворе нитроцеллюлозного клея в ацетоне, пропитывалась заготовка из пенополиуритана, излишки суспензии удалялись методом отжатия, производилась сушка при комнатной температуре в вытяжном шкафу. Заготовку с высушенной суспензией помещали в ванну с раствором сернокислой меди 50-250 г/л, при этом происходило вытеснение меди железом по следующей реакции:
CuSO₄+Fe= FeSO₄+Cu поверхность заготовки из пенополиуритана становилась электропроводной.

Электролитическое осаждение меди осуществляют в гальванической ванне из электролита следующего состава:
CuSO₄ ˙5H₂O 250 г/л; H₂SO₄ 70 г/л.

Плотность тока электролиза 4 А/дм², время электролиза исходя из требуемой плотности высокопористого губчатого металла. Полученный материал подвергают термообработке в восстановительной атмосфере при 800-850^оС.

Электролитическое осаждение никеля осуществляют в гальванической ванне из электролита следующего состава:
NiSO₄ 250 г/л; NiCl₂ 50 г/л; H₃BO₃ 30 г/л.

Плотность тока электролиза 4 А/дм², время электролиза-исходя из требуемой плотности губчатого металла. Полученный материал подвергают термообработке в восстановительной атмосфере при температуре 850-900^оС. В конечном итоге после восстановительной термообработки получался медно-никелевый сплав с химическим составом 5-20% меди и 80-95% никеля в зависимости от конечной плотности высокопористого губчатого металла.

Для получения других составов высокопористого губчатого металла необходимо в каждом конкретном случае подбирать пары металлов таким образом, чтобы происходила реакция вытеснения металла из его соли.

Растворы солей металлов и электролиты являются несменяемыми растворами, в процессе работы производится только корректировка концентрации.

Использование: изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения высокопористого губчатого металла, сплавам с открытыми порами, используемого для фильтров, фильтров влагоотделителей, катализаторов, элементов источников тока, конструкционных деталей. Сущность: при получении высокопористого губчатого металла на поверхность органической подложки наносят суспензию порошка металла в растворе связующего вещества, затем подложку опускают в раствор соли металла, который необходимо получить, имеющего более электроположительный потенциал по водородной шкале, чем потенциал металла, находящегося в виде порошка. В качестве связующего используют проницаемое для раствора соли металла вещество. 1 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО ГУБЧАТОГО МЕТАЛЛА, включающий нанесение на органическую губчатую подложку электропроводящего слоя, электрическое соединение металла и термообработку, отличающийся тем, что на поверхность органической подложки наносят суспензию порошка металла в растворе связующего вещества, затем подложку опускают в раствор соли металла, который необходимо получить, имеющего более электроположительный потенциал по водородной шкале, чем потенциал металла, находящегося в виде порошка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего используют проницаемое для раствора соли металла вещество.