本發(fā)明涉及制備泡沫鎳材料的生產(chǎn)方法，具體涉及一種高致密性泡沫鎳的制備方法。
背景技術(shù)：
泡沫鎳是一種高技術(shù)材料，由于具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔隙率高，可應(yīng)用于鎳氫、鎳鎘等二次電池的電極材料，高溫過(guò)濾材料，集熱，散熱材料，電磁屏蔽材料，催化劑載體材料等領(lǐng)域。目前在工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用電沉積方法制備泡沫鎳，其具體工藝路線為：膜芯導(dǎo)電化--電鍍--焚燒--還原。膜芯導(dǎo)電化是采用化學(xué)鍍、物理氣相沉積以及涂覆導(dǎo)電膠中的一種方式，在泡沫膜芯基體的表面沉積少量的導(dǎo)電金屬，使不導(dǎo)電的泡沫基材具有一定的導(dǎo)電性，然后采用電鍍方法繼續(xù)在基材上鍍覆金屬鎳，從而得到泡沫鎳電鍍半成品，然后電鍍半成品直接通過(guò)焚燒溫度在650℃以上的高溫爐內(nèi)焚燒，以去除泡沫基材，此時(shí)，鎳也被同時(shí)氧化，因此焚燒后的泡沫鎳半成品需在還原性氣氛下，再通過(guò)處理溫度為950-970℃，時(shí)間為30分鐘以上的高溫還原，經(jīng)冷卻后即得到泡沫鎳成品。該工藝路線雖然技術(shù)成熟，但在生產(chǎn)中仍存在技術(shù)缺陷，由于泡沫鎳電鍍半成品中的金屬鎳呈非晶態(tài)顆粒狀堆積形態(tài)，沉積于泡沫基材上，一方面焚燒過(guò)程中非晶態(tài)鎳的顆粒界面易被氧化，致使去除基體后的由鎳氧化物組成的網(wǎng)狀物的強(qiáng)度較低，在生產(chǎn)中由于機(jī)械力的作用，很容易破裂而形成裂紋，另一方面，由于金屬鎳嚴(yán)重氧化，隨后的還原過(guò)程需要在很高的溫度下，或采用很長(zhǎng)時(shí)間才能制得泡沫鎳成品，因此，生產(chǎn)過(guò)程能耗高，存在環(huán)境污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在改進(jìn)常規(guī)泡沫鎳生產(chǎn)工藝，提供一種能降低焚燒溫度，減少有害氣體的排放，降低還原溫度，縮短還原時(shí)間，從而節(jié)約能源，提高工作效率，改善工作環(huán)境，同時(shí)能避免在生產(chǎn)過(guò)程中泡沫鎳產(chǎn)生裂紋，提高泡沫鎳材料的力學(xué)性能的生產(chǎn)技術(shù)方法。
本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)。
一種高致密性泡沫鎳的制備方法，采用電沉積法制備，工藝路線為：膜芯導(dǎo)電化--電鍍--焚燒--還原，其特征在于，在電鍍步驟后，將泡沫鎳的電鍍半成品直接進(jìn)行晶化處理，晶化處理在溫度為640-940℃，時(shí)間為3-10分鐘，H2和N2的摩爾比為3：1的氨分解氣體氣氛條件下進(jìn)行，經(jīng)晶化處理后的泡沫鎳半成品再經(jīng)焚燒、還原處理，最后經(jīng)冷卻后得到泡沫鎳成品。
所述焚燒溫度為300-500℃，時(shí)間為2-5分鐘。
所述還原溫度為750-920℃，時(shí)間為15-20分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.由于在焚燒工序前增加了一道晶化工序，使泡沫鎳半成品中的聚氨酯基材發(fā)生部分裂解，由此能夠顯著地降低承后的焚燒溫度，焚燒溫度從原來(lái)的650℃以上降低至目前的500℃以下，而且在焚燒過(guò)程中聚氨酸基材被充分氧化，顯著地降低排放氣體中的有害物質(zhì)，有益于保護(hù)環(huán)境。
2.焚燒前的晶化處理使泡沫鎳的電鍍半成品中沉積的非晶態(tài)金屬鎳顆粒發(fā)生晶化，成為抗氧化性較強(qiáng)的晶態(tài)金屬鎳，同時(shí)鎳顆粒間發(fā)生燒結(jié)成為網(wǎng)狀金屬鎳致密材料，因此焚燒過(guò)程中網(wǎng)狀金屬鎳致密材料僅發(fā)生表面輕度氧化，隨后的還原過(guò)程可以在較低溫度和較短的時(shí)間內(nèi)完成，還原溫度從常規(guī)的950-970℃降至目前的750-920℃，時(shí)間從30分鐘以上降至15-20分鐘，這樣有利于節(jié)約能源和提高生產(chǎn)效率。
3.由于晶化處理使泡沫鎳的電鍍半成品中沉積的金屬鎳顆粒間發(fā)生燒結(jié)成為網(wǎng)狀金屬鎳致密材料，該材料僅發(fā)生表面輕度氧化，與由大量鎳氧化物組成的網(wǎng)狀材料相比，強(qiáng)度得到了很大的提高，因此能有效降低或避免泡沫鎳生產(chǎn)過(guò)程中形成裂紋，由此可以顯著地提高成品率和產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，穩(wěn)寫(xiě)生產(chǎn)過(guò)程。
4.由于在較低溫度下還原，可以避免金屬鎳晶粒長(zhǎng)大，由此可提高泡沫鎳的強(qiáng)度和韌性。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
連續(xù)帶狀聚氨酯海綿基材經(jīng)化學(xué)鍍鎳后，再經(jīng)電鍍繼續(xù)鍍覆金屬鎳，得到泡沫鎳電鍍半成品，接著將半成品在氨分解氣體即H2和N2的摩爾比為3：1的氣氛條件下直接進(jìn)行晶化處理，處理?xiàng)l件為：溫度750℃，時(shí)間8分鐘，晶化處理后的泡沫鎳半成品進(jìn)入焚燒爐在大氣氣氛中進(jìn)行低溫焚燒處理，以去除聚氨酯海綿基材，焚燒溫度為350℃，焚燒時(shí)間是5分鐘，然后半成品進(jìn)入還原階段，在氫氣氣氛中進(jìn)行，處理溫度為850℃，時(shí)間為18分鐘，經(jīng)冷卻后就得到了高致密性泡沫鎳產(chǎn)品。
實(shí)施例2
帶狀聚氨酯海綿基材經(jīng)涂覆導(dǎo)電膠處理后，進(jìn)入電鍍工序沉積鎳，得到泡沫鎳電鍍半成品，然后在氨分解氣體即H2和N2的摩爾比為3：1的氣氛條件下直接進(jìn)行晶化處理，處理?xiàng)l件為：溫度640℃，時(shí)間10分鐘，晶化處理后的泡沫鎳半成品進(jìn)入焚燒爐在大氣氣氛中進(jìn)行低溫焚燒處理，以去除聚氨酯海綿基材，焚燒溫度為400℃，焚燒時(shí)間是4分鐘，然后半成品進(jìn)入還原階段，在氫氣氣氛中進(jìn)行，處理溫度為850℃，時(shí)間為18分鐘，經(jīng)冷卻后就得到了高致密性泡沫鎳產(chǎn)品。
實(shí)施例3
聚氨酯海綿經(jīng)物理氣相沉積鎳后，進(jìn)入電鍍工序沉積鎳，得到泡沫鎳電鍍半成品。然后在氨分解氣體即H2和N2的摩爾比為3：1的氣氛條件下直接進(jìn)行晶化處理，處理?xiàng)l件為：溫度820℃，時(shí)間6分鐘，晶化處理后的泡沫鎳半成品進(jìn)入焚燒爐在大氣氣氛中進(jìn)行低溫焚燒處理，以去除聚氨酯海綿基材，焚燒溫度為500℃，焚燒時(shí)間是2分鐘，然后半成品進(jìn)入還原階段，在氫氣氣氛中進(jìn)行，處理溫度為920℃，時(shí)間為15分鐘，經(jīng)冷卻后就得到了高致密性泡沫鎳鎳產(chǎn)品。
實(shí)施例4
聚氨酯海綿經(jīng)化學(xué)沉積銅后，進(jìn)入電鍍工序沉積鎳，得到泡沫鎳電鍍半成品。然后在氨分解氣體即H2和N2的摩爾比為3：1的氣氛條件下直接進(jìn)行晶化處理，處理?xiàng)l件為：溫度940℃，時(shí)間3分鐘，晶化處理后的泡沫鎳半成品進(jìn)入焚燒爐在大氣氣氛中進(jìn)行低溫焚燒處理，以去除聚氨酯海綿基材，焚燒溫度為500℃，焚燒時(shí)間是2分鐘，然后半成品進(jìn)入還原階段，在氫氣氣氛中進(jìn)行，處理溫度為750℃，時(shí)間為20分鐘，經(jīng)冷卻后就得到了高致密性泡沫鎳產(chǎn)品。