一种低熔点泡沫金属的制备装置、方法及低熔点泡沫金属
阅读：358发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种低熔点泡沫金属的制备装置、方法及低熔点泡沫金属专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种低熔点 泡沫 金属的制备装置、方法及低熔点泡沫金属，所述装置包括：容器瓶、所述容器瓶底部用于盛放发泡剂，所述容器瓶内侧固定有细丝网；所述细丝网用于承载熔融的低熔点液态金属；所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属 接触 ，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当 温度 低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属 凝固 ，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。本发明制备的低熔点泡沫金属，制备方法简单快捷，温度工艺要求低，过程易操作控制，得到的泡沫金属孔隙率高，结构轻质，性能良好，适用于多领域行业。，下面是一种低熔点泡沫金属的制备装置、方法及低熔点泡沫金属专利的具体信息内容。
1.一种低熔点泡沫金属的制备装置，其特征在于，包括：容器瓶、所述容器瓶底部用于盛放发泡剂，所述容器瓶内侧固定有细丝网；所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离；其中，所述发泡剂为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂；
所述细丝网与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离，所述细丝网用于承载熔融的低熔点液态金属；
其中，所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低熔点液态金属为铋基合金、铟基合金和铋铟基多元合金中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发泡剂为液态的氮气。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述细丝网为玻璃细丝网、塑料细丝网或金属细丝网。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述容器瓶为玻璃容器瓶、塑料容器瓶、泡沫容器瓶或金属容器瓶。
6.一种低熔点泡沫金属的制备方法，其特征在于，包括：
将预设量的发泡剂放入到容器瓶内，在所述容器瓶内侧固定一细丝网，使得所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离以及与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离；其中，所述发泡剂为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂；
向所述细丝网上面加入熔融的低熔点液态金属，所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述低熔点液态金属为铋基合金、铟基合金和铋铟基多元合金中的任意一种。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发泡剂为液态的氮气。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述细丝网为玻璃细丝网、塑料细丝网或金属细丝网。
10.一种低熔点泡沫金属，其特征在于，采用如权利要求6～9任一项所述的低熔点泡沫金属的制备方法制备得到。
一种低熔点泡沫金属的制备装置、方法及低熔点泡沫金属
技术领域
[0001] 本发明涉及泡沫金属技术领域，具体涉及一种低熔点泡沫金属的制备装置、方法及低熔点泡沫金属。
背景技术
[0002] 泡沫金属是指内部含有许多孔隙的特种金属材料。通过其独特的结构特点，泡沫金属拥有密度小、透气性高、材料容重小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料常用于航空航天、石油化工、环保中用于制造净化、过滤、催化支架、电极等装置。
[0003] 泡沫金属材料是生活中常见的材料之一，它是一种由固体框架与孔洞所组成。泡沫金属独特的多孔结构不仅拥有独特的力学性能和承载能力，而且还有许多特殊的功能。泡沫金属是一类具有低密度以及新奇的物理、力学、电学、光学、声学等特殊性能的特种金属材料。这种材料结构简单、能量吸收和热控制等方面均具有应用潜力，已实用的泡沫金属有铝、镍、铜及其合金，其各项特点如下：
[0006] 泡沫铜的导电性和延展性好，导电性能好，可将其用于制备电池负极(载体)材料、催化剂载体和电磁屏蔽材料。特别是泡沫铜用于电池作电极的基体材料，具有一些明显的优点，但由于铜的耐腐蚀性能不如镍好从而也就限制了它的一些应用。
[0007] 含有铝、镍、铜及其合金的泡沫金属，有一定的弊端和短板，如金属熔点温度较高，金属材料成本高，制备工艺复杂，腐蚀现象严重等。
发明内容
[0009] 具体地，本发明提供以下技术方案：
[0010] 第一方面，本发明提供了一种低熔点泡沫金属的制备装置，包括：容器瓶、所述容器瓶底部用于盛放发泡剂，所述容器瓶内侧固定有细丝网；所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离；其中，所述发泡剂为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂；
[0011] 所述细丝网与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离，所述细丝网用于承载熔融的低熔点液态金属；
[0012] 其中，所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。
[0013] 进一步地，所述低熔点液态金属为铋基合金、铟基合金和铋铟基多元合金中的任意一种。
[0014] 进一步地，所述发泡剂为液态的氮气。
[0015] 进一步地，所述细丝网为玻璃细丝网、塑料细丝网或金属细丝网。
[0016] 进一步地，所述容器瓶为玻璃容器瓶、塑料容器瓶、泡沫容器瓶或金属容器瓶。
[0017] 第二方面，本发明还提供了一种低熔点泡沫金属的制备方法，包括：
[0018] 将预设量的发泡剂放入到容器瓶内，在所述容器瓶内侧固定一细丝网，使得所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离以及与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离；其中，所述发泡剂为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂；
[0019] 向所述细丝网上面加入熔融的低熔点液态金属，所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。
[0020] 进一步地，所述低熔点液态金属为铋基合金、铟基合金和铋铟基多元合金中的任意一种。
[0021] 进一步地，所述发泡剂为液态的氮气。
[0022] 进一步地，所述细丝网为玻璃细丝网、塑料细丝网或金属细丝网。
[0023] 第三方面，本发明还提供了一种低熔点泡沫金属，采用如上面第二方面所述低熔点泡沫金属的制备方法制备得到。
[0024] 由上述技术方案可知，本发明提供的低熔点泡沫金属的制备方法，将预设量的发泡剂放入到容器瓶内，在所述容器瓶内侧固定一细丝网，使得所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离以及与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离；然后向所述细丝网上面加入熔融的低熔点液态金属，所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。本发明采用低熔点液态金属做原料，制备得到的泡沫金属具有多种优越的性能。本发明提供的低熔点泡沫金属的制备装置及方法，采用低熔点的液态金属作为实验原料，由于其工艺温度要求低，因而解决了泡沫铝、泡沫镍等高熔点材料对实验温度要求高的问题，节约了资源。此外，本发明制备过程工艺简单，实验器材成本低，且制备得到的泡沫金属孔孔隙率高，力学性能良好。综上所述，本发明制备的低熔点泡沫金属，制备方法简单快捷，温度工艺要求低，过程易操作控制，得到的泡沫金属孔隙率高，结构轻质，性能良好，适用于多领域行业。附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1是本发明一实施例提供的低熔点泡沫金属的制备装置的结构示意图；
[0027] 图2是本发明另一实施例提供的低熔点泡沫金属的制备方法的流程图；
[0028] 图1中，各附图标记的含义为：
[0029] 1表示熔融的低熔点液态金属；2表示细丝网；3表示发泡剂；4表示容器瓶。
具体实施方式
[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 本发明一实施例提供了一种低熔点泡沫金属的制备装置，参见图1，所述装置包括：容器瓶4、所述容器瓶4底部用于盛放发泡剂3，所述容器瓶4内侧固定有细丝网2；所述细丝网2位于所述发泡剂3的上方且与所述发泡剂3相距第一预设距离；其中，所述发泡剂3为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂；其中，所述第一预设距离的大小可以根据需要进行设定，原则是细丝网2不接触所述发泡剂3且给发泡剂3的挥发上升留有一定空间；
[0032] 所述细丝网2与所述容器瓶4瓶口相距第二预设距离，所述细丝网2用于承载熔融的低熔点液态金属1；所述细丝网2与所述容器瓶4瓶口之间相距第二预设距离所形成的空间可以约束所述熔融的低熔点液态金属1不外流；
[0033] 其中，所述发泡剂3挥发出的气体通过所述细丝网2与熔融的低熔点液态金属1接触，所述发泡剂3在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属1时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。
[0034] 可见，本实施例利用液态金属的低熔点特性，抓住液态金属熔点的临界点，液态金属在熔融状态时候还是一个整体，经过发泡剂的挥发产生气体同时制冷，当大量气体进入熔融的液态金属中时，金属温度降低快速冷却凝固，使一部分气体在金属冷却的时刻没有流出金属体外，被包含在凝固的金属中，金属出现多孔状。
[0035] 需要说明的是，本实施例中的低熔点液态金属，通常选取在常温下为固体且熔点不高的液态金属合金，规避熔点过低或过高，增加实验的制备复杂和实验成本。在实际使用时可以选取液态金属铋铟合金制备低熔点液态金属合金，铋铟的含量比例不同，相应的合金熔点也不同，因此低熔点合金可以选用铋基合金，铟基合金，铋铟合金等低熔点合金材料。
[0036] 在本实施例中，所述细丝网2的孔洞的大小可以根据需要设定，但是最好能保证在向所述细丝网2上面加入熔融的低熔点液态金属后，熔融的低熔点液态金属1可以均匀平铺在所述细丝网2上且不会快速往下滴。例如所述细丝网2的孔洞可以设定为0.1mm左右，又或者，所述细丝网2的孔洞可以设定为跟医用纱布上的孔洞大小类似。需要说明的是，由于所述细丝网2用于承载熔融的低熔点液态金属1，因此在细丝网2下边得有支撑脚，支撑着承载有液态金属的细丝网不下沉，避免与容器底部的液氮接触。除了用支撑脚固定所述细丝网2以外，还可以采用别的固定方式对其进行固定，本发明对此不做限定。优选地，所述细丝网2最好刚好与容器瓶内壁相切，以防止加入到所述细丝网2上的液态金属流到细丝网2下端。
[0037] 在本实施例中，所述发泡剂3采用液态的氮气，液态的氮气是惰性的无色气体，易挥发，温度极低，本实施例借助其易挥发和挥发制冷的作用，在产生气泡的同时又对熔融的液态金属有一个快速冷却凝固的作用。当然，还可选用易挥发，快速制冷的其他发泡剂。
[0038] 在本实施例中，所述细丝网2可以为玻璃细丝网、塑料细丝网、金属细丝网或其他材料的细丝网。
[0039] 在本实施例中，所述容器瓶4可以为玻璃容器瓶、塑料容器瓶、泡沫容器瓶、金属容器瓶或其他材料的容器瓶。
[0040] 在本实施例中，所述容器瓶4可以为呈开口状的圆柱体形，如图1所示，当然也可以为其他外形，如球形或正方体形。所述容器瓶4的加工方式可以采用浇铸或机加工，大小和外形可根据实际情况具体确定。
[0041] 下面通过一个具体例子对本实施例提供的低熔点泡沫金属的制备装置的使用方法进行简单介绍。
[0042] 本实施例中，采用低熔点泡沫金属的制备装置制备泡沫金属实际上属于熔体发泡法，具体可利用铋铟合金作为制备低熔点泡沫金属的原材料，首先将100g铋铟合金用烧杯在加热台上加热使其为熔融状态(铋铟熔点为72℃)，选用容器瓶4为Φ50mm(内径)×100mm(高度)，先在容器瓶中装入的50ml的液氮，并将在液氮上方加入带有支撑脚的细丝网，细丝网刚好与容器瓶内壁相切，防止加入的金属流到细丝网下端，当液氮和丝网准备好以后，快速将熔融的液态金属合金倒入细丝网上面并全部封闭丝网表面，液氮易挥发产生气体，通过熔融液态金属并制冷，使得液态金属冷却凝固，即可简单的制备得到泡沫金属。本实施例中，铋铟合金的熔点是72℃，低熔点合金除铋铟合金外，也可选用其它铋铟锌、铋铟锡、铋铟锡镉等低熔点合金、多元合金满足实验要求。本实施例中，容器瓶除Φ50mm(内径)×100mm(高度)外，也可根据实验需求选用其它参数。
[0043] 由上面描述可知，本实施例提供的低熔点泡沫金属的制备装置，包括：容器瓶、所述容器瓶底部用于盛放发泡剂，所述容器瓶内侧固定有细丝网；所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离；其中，所述发泡剂为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂；所述细丝网与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离，所述细丝网用于承载熔融的低熔点液态金属；所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。本实施例采用低熔点液态金属做原料，制备得到的泡沫金属具有多种优越的性能。本实施例提供的低熔点泡沫金属的制备装置，采用低熔点的液态金属作为实验原料，由于其工艺温度要求低，因而解决了泡沫铝、泡沫镍等高熔点材料对实验温度要求高的问题，节约了资源。此外，本实施例提供的低熔点泡沫金属的制备装置，使得泡沫金属的制备过程工艺变得简单，实验器材成本低，且制备得到的泡沫金属孔孔隙率高，力学性能良好。综上所述，本实施例制备的低熔点泡沫金属，制备方法简单快捷，温度工艺要求低，过程易操作控制，得到的泡沫金属孔隙率高，结构轻质，性能良好，适用于多领域行业。
[0044] 基于相同的发明构思，本发明另一实施例提供了一种低熔点泡沫金属的制备方法，参见图2，该方法包括如下步骤：
[0045] 步骤101：将预设量的发泡剂放入到容器瓶内，在所述容器瓶内侧固定一细丝网，使得所述细丝网位于所述发泡剂的上方且与所述发泡剂相距第一预设距离以及与所述容器瓶瓶口相距第二预设距离；其中，所述发泡剂为易挥发，且在挥发过程中能制冷的发泡剂。
[0046] 步骤102：向所述细丝网上面加入熔融的低熔点液态金属，所述发泡剂挥发出的气体通过所述细丝网与熔融的低熔点液态金属接触，所述发泡剂在挥发的过程中制冷，气体在穿过熔融的低熔点液态金属时降温，当温度低于所述低熔点液态金属的熔点时，液态金属凝固，此时发泡剂挥发的气体就会留一部分在金属中，进而得到多孔的泡沫金属。
[0047] 可见，本实施例利用液态金属的低熔点特性，抓住液态金属熔点的临界点，液态金属在熔融状态时候还是一个整体，经过发泡剂的挥发产生气体同时制冷，当大量气体进入熔融的液态金属中时，金属温度降低快速冷却凝固，使一部分气体在金属冷却的时刻没有流出金属体外，被包含在凝固的金属中，金属出现多孔状。
[0048] 在本实施例中，所述低熔点液态金属可以为铋基合金、铟基合金和铋铟基多元合金中的任意一种。
[0049] 在本实施例中，所述发泡剂采用液态的氮气，液态的氮气是惰性的无色气体，易挥发，温度极低，本实施例借助其易挥发和挥发制冷的作用，在产生气泡的同时又对熔融的液态金属有一个快速冷却凝固的作用。当然，还可选用易挥发，快速制冷的其他发泡剂。
[0050] 在本实施例中，所述细丝网可以为玻璃细丝网、塑料细丝网、金属细丝网或其他材料的细丝网。
[0051] 需要说明的是，由于本实施例所述的低熔点泡沫金属的制备方法可以采用上述实施例所述的低熔点泡沫金属的制备装置实施，因此具体制备过程的详细介绍和有益效果描述可参见上述实施例，此处不再详述。
[0052] 本发明又一实施例提供了一种低熔点泡沫金属，该低熔点泡沫金属采用如上面实施例所述的低熔点泡沫金属的制备方法制备得到。
[0053] 可以理解的是，通过上述实施例提供的低熔点泡沫金属的制备方法，可以得到低熔点泡沫金属，且本实施例得到的低熔点泡沫金属，相对于现有技术中的铝、镍、铜及其合金的泡沫金属，不但成本低，制作工艺简单，而且得到的泡沫金属孔隙率高、结构轻质，性能良好。
[0054] 在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
[0055] 还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0056] 以上实施例仅用于说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。
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