成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為20wt的NaOH溶液的容器中，并將容器置于溫度為45°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬有少量Al2Cu相，合金腐蝕不完全，孔隙率為65.3%,其結(jié)構(gòu)逐漸出現(xiàn)微米納米孔結(jié)構(gòu)，但微米級(jí)孔徑較小。
[0042]實(shí)施例3
[0043]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為30: 70稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為20wt的NaOH溶液的容器中，并將容器置于溫度為65°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬全部為Cu相，合金腐蝕完全，孔隙率高達(dá)73.9%,其結(jié)構(gòu)為微米納米孔結(jié)構(gòu)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為2.7 IMPa ο
[0044]實(shí)施例4
[0045]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為30: 70稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為20wt的NaOH溶液的容器中，并將容器置于溫度為90°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬有全部為Cu相，合金腐蝕完全，孔隙率為72.6%,微米孔消失，變?yōu)閱渭?jí)納米孔結(jié)構(gòu)。
[0046]實(shí)施例5
[0047]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為25: 75稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為20wt的NaOH溶液的容器中，并將容器置于溫度為65°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬全部為Cu相，合金腐蝕完全，孔隙率高達(dá)76.9%,其結(jié)構(gòu)為微米納米孔結(jié)構(gòu)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為2.03MPa。
[0048]實(shí)施例6
[0049]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為10:90稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為20wt的NaOH溶液的容器中，并將容器置于溫度為65°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆谩Ｋ枚嗫捉饘偃繛殂~相，合金腐蝕完全，孔隙率高達(dá)83.3%,其結(jié)構(gòu)為微米納米孔結(jié)構(gòu)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為1.85MPa。
[0050]實(shí)施例7
[0051]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為10:90稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為5wt.%的HCl溶液的容器中，并將容器置于溫度為65°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬全部為Cu相，合金腐蝕完全，孔隙率為80.6%,其結(jié)構(gòu)為微米納米孔結(jié)構(gòu)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為1.9IMPaο
[0052]實(shí)施例7
[0053]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為25: 75稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為5wt.%的HCl溶液的容器中，并將容器置于溫度為65°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬全部為銅相，合金腐蝕完全，孔隙率為73.3%,其結(jié)構(gòu)為微米納米孔結(jié)構(gòu)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為2.80MPa。
[0054]實(shí)施例9
[0055]將平均粒徑為ΙΟμπι的銅粉和平均粒徑為ΙΟμπι鋁粉按原子比為30: 70稱量，原料粉末在輕型低能球磨機(jī)上以240r/min的速度球磨24h，使粉體混合均勻;混合均勻的粉體經(jīng)手動(dòng)壓片機(jī)壓制成型后置于電弧熔煉爐中反復(fù)熔煉3次，熔煉的Cu-Al合金采用線切割切成尺寸為6mmX6mmX 3mm的塊體;將切割好的Cu-Al合金塊體采用去離子水超聲清洗后放入裝有配制好的濃度為5wt.%的HCl溶液的容器中，并將容器置于溫度為65°C的水浴鍋中進(jìn)行去合金化;待容器中無(wú)氣泡產(chǎn)生，取出Cu-Al合金塊體，即為制備好的多孔金屬，將制備好的多孔金屬先用去離子水清洗，再用無(wú)水酒精清洗，共重復(fù)清洗3次，之后將清潔過(guò)的多孔金屬塊體置于真空度為I X 10—1MPa真空干燥箱中保存?zhèn)溆?。所得多孔金屬全部為銅相，合金腐蝕完全，孔隙率為70.4%,其結(jié)構(gòu)為微米納米孔結(jié)構(gòu)，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度為3.06MPa。
[0056]上述實(shí)施例中，所述熔煉的工藝為:于真空電弧熔煉爐、氬氣保護(hù)氣氛下熔煉，熔煉時(shí)調(diào)節(jié)功率輸出為20 %，熔煉過(guò)程中將樣品反復(fù)熔煉3次，每次2?3min。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征是采用熔煉工藝制備銅含量為10?30at.%前驅(qū)體銅鋁合金，而后利用化學(xué)去合金化法選擇性的腐蝕合金中的鋁，從而獲得具備微米納米孔結(jié)構(gòu)、高孔隙率的多孔銅塊體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于該方法采用以下的步驟: (1)根據(jù)擬制備銅鋁合金中的銅含量、銅和鋁的密度計(jì)算出銅和鋁的質(zhì)量比，按計(jì)算結(jié)果稱量所需的銅和鋁的質(zhì)量； (2)將稱量好的銅和鋁進(jìn)行熔煉，得到Cu含量為10?30at.%的Cu-Al合金塊體； (3)將清洗干凈的Cu-Al合金塊體放入裝有化學(xué)腐蝕液的容器中，進(jìn)行去合金化； (4)觀察容器內(nèi)活潑金屬鋁與腐蝕液反應(yīng)的氣泡，待再無(wú)氣泡產(chǎn)生時(shí)取出Cu-Al合金塊體，其為多孔銅塊體材料； (5)將多孔銅塊體材料清洗干凈，之后保存?zhèn)溆茫?經(jīng)上述步驟后，即可獲得微米納米多孔銅塊體材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征是在電弧熔煉爐中進(jìn)行熔煉，其工藝為:氬氣保護(hù)氣氛下熔煉，熔煉時(shí)調(diào)節(jié)功率輸出為20%，熔煉過(guò)程中將樣品反復(fù)熔煉3次，每次2?3min，以保證制備的Cu-Al合金塊體的均勻性。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于所述的化學(xué)腐蝕液為酸溶液或堿溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于所述的酸溶液采用濃度為5wt.%的HCl溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于所述的堿溶液采用濃度為20wt.%的NaOH溶液。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于所述的多孔銅塊體，其尺寸為6mm X 6mm X 3mm，酸腐蝕液腐蝕得到的微米納米多孔銅塊體孔隙率為70.4?80.6 %，力學(xué)強(qiáng)度為3.06?1.9IMPa;堿腐蝕液腐蝕得到的微米納米多孔銅塊體孔隙率為73.9?83.3%，力學(xué)強(qiáng)度為2.71?1.85MPa。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于所述銅為銅錠、銅塊或銅粉，其純度為>99.9%。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，其特征在于所述招為招Ι?、招塊或招粉，其純度為〉99.9%。
【專利摘要】本發(fā)明是一種去合金化制備微米納米多孔銅塊體的方法，該方法是先采用熔煉工藝制備銅含量為10～30at.％前驅(qū)體銅鋁合金，而后利用化學(xué)去合金化法選擇性的腐蝕合金中的鋁，從而獲得具備微米納米孔結(jié)構(gòu)、高孔隙率的多孔銅塊體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：改善了去合金化法制備多孔銅難以制備具有一定強(qiáng)度的塊體的不足，且制備的微米納米多孔銅的微米納米孔結(jié)構(gòu)有利于去合金化的徹底進(jìn)行，從而進(jìn)一步提高了制備的多孔銅塊體的孔隙率，具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，成本低，以及積極的工程應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C22C1/08, C22C3/00
【公開號(hào)】CN105543531
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610003022
【發(fā)明人】陳斐, 陳習(xí), 鄒麗杰, 李俊國(guó), 沈強(qiáng), 張聯(lián)盟
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日