有机泡沫模板法制备泡沫镍的研究

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泡沫镍可以用作功能材料,也可以用作结构材料,它不但具有金属镍本身良好的耐蚀性、高熔点、可塑性和韧性,还具有质轻、孔隙率高、比表面积大、强度高等特性。因此泡沫镍在高技术领域中占有重要的地位。为了制备纯度较高、对环境友好的金属泡沫镍,利用氢气还原NiCl2的原理,将氯化镍(氯化镍粉或氯化镍的饱和溶液)涂覆在聚氨酯泡沫孔筋表面,去除聚氨酯泡沫后,在保护气氛中,加热还原并烧结制备出泡沫镍。研究还原后泡沫金属的物相组成以及烧结温度对泡沫金属收缩率、电导率和抗拉强度的影响。结果表明:(1)经5wt%的PVA溶液浸渍处理的10ppi的聚氨酯泡沫涂覆氯化镍粉后,60℃进行吸水处理,可得到氯化镍粉涂覆均匀且吸水均匀的氯化镍聚氨酯泡沫试样。(2)采用原位还原法,在700℃将三维网络氯化镍在氢气气氛中保温2h进行还原,可制备出化学成分纯度较高的泡沫镍。(3)随着烧结温度的升高,涂覆氯化镍粉法制备的泡沫镍收缩率增大,孔隙率降低,当烧结温度为1100℃时,泡沫镍的收缩率为51.67%,孔隙率为87.6%。(4)利用40ppi、60ppi、80ppi聚氨酯泡沫浸渍NiCl2·6H2O与无水乙醇饱和溶液并干燥,去除聚氨酯泡沫后经氢气还原后烧结,可制备出纯度较高的三维网络开孔泡沫镍。烧结温度升高,有机泡沫浸渍法制备出的开孔泡沫镍的收缩率增大,孔隙率降低,电导率和抗拉强度均增大。(5)使用40ppi、60ppi、80ppi聚氨酯泡沫浸渍NiCl2·6H2O与无水乙醇饱和溶液,还原后经1100℃高温烧结,制备泡沫镍孔隙率分别为94.4%、94.68%、94.2%、电导率均为1.0×106 S/m、抗拉强度分别为2.67MPa、3.35MP a、3.82MPa。(6)本文在制备泡沫镍的实验过程中,没有废液的产生,不存在泡沫镍开裂以及氧化的现象,并且制备出了孔隙率高、结构均匀的三维网络通孔结构泡沫镍。
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