CN101229699B - 一种多孔金属载体及其制备方法 - Google Patents

一种多孔金属载体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101229699B
CN101229699B CN2007100343177A CN200710034317A CN101229699B CN 101229699 B CN101229699 B CN 101229699B CN 2007100343177 A CN2007100343177 A CN 2007100343177A CN 200710034317 A CN200710034317 A CN 200710034317A CN 101229699 B CN101229699 B CN 101229699B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
metal layer
coating
preparation
lacunaris
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2007100343177A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101229699A (zh
Inventor
陶维正
贺持缓
熊飞
蒋素斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NATIONAL ENGINEERING RESEARCH OF ADVANCED ENERGY STORAGE MATERIALS
Original Assignee
HUNAN CORUN NEW ENERGY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUNAN CORUN NEW ENERGY CO Ltd filed Critical HUNAN CORUN NEW ENERGY CO Ltd
Priority to CN2007100343177A priority Critical patent/CN101229699B/zh
Publication of CN101229699A publication Critical patent/CN101229699A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101229699B publication Critical patent/CN101229699B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多孔金属载体及其制备方法,该多孔金属载体具有通过多面体小室相互连接而形成的连续微孔结构,第一层为基体金属层,基体金属层包含下述金属中的一种或多种:镍、铁或铜,基体金属层的金属量≥100g/m2;在基体金属层之上是MCrAl或MCrAlR的功能金属涂层,其中M为Fe、Ni、Co或它们的合金,R为稀土元素。制备方法:首先对非金属多孔基材进行金属化预处理,形成基体金属层,再采用热喷涂工艺在基体金属层上喷涂包含铬和铝的功能金属涂层,最后对功能涂层进行火焰重熔或感应重熔。本发明的材料孔隙率高、比表面积大、强度高、气流扰动性良好、耐高温氧化性能优良,制备方法工艺相对简单、成本低。

Description

一种多孔金属载体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合金材料及其制备方法,特别是涉及一种多孔金属载体及其制备方法。
背景技术
在机动车尾气净化器中,目前国内大部分采用陶瓷蜂窝材料作为尾气净化催化剂载体,而国外普遍采用金属蜂窝材料。与陶瓷载体相比,金属载体具有下述优点:1)热容量小,热导率高,尾气起燃迅速;2)机械强度优良,防震性能好,使用寿命长;3)开孔率高,排气背压低,有利于提高发动机性能,经济性好;4)结构多样,比表面积高,可有效提高催化活性和尾气净化率。随着国家对机动车尾气排放标准要求越来越严格,金属蜂窝载体将逐步取代陶瓷蜂窝载体。
目前国内外金属载体一般经由金属箔材轧制卷制钎焊组装等工艺成型,成本高,同时为了保证箔材的加工性能,铬铝含量受限,牺牲了其抗高温氧化性能。经轧制成型的金属载体孔道平直、表面光滑,造成催化剂附着力差、单位体积比表面积小,从而限制了催化剂的使用效率。
发明内容
本发明旨在提供一种孔隙率高、单位体积比表面积大、气流扰动性好、耐高温氧化性能优良、催化剂使用效率高的多孔金属载体,并提供一种工艺简单、成本低的制备方法。
本发明的技术方案如下:
本发明之多孔金属载体结构如下:具有通过多面体小室相互连接而形成的连续微孔结构,第一层为基体金属层,基体金属层包含下述金属中的一种或多种:镍、铁或铜,基体金属层的金属量≥100g/m2;在基体金属层之上是MCrAl或MCrAlR的功能金属涂层,其中M为Fe、Ni、Co或它们的合金,R为稀土元素。
所述的功能金属涂层的厚度优选30μm~300μm。
所述功能金属涂层中铬的重量最好占总涂层重量的12%~28%;铝的重量最好占总涂层重量的2%~7%。
本发明制备方法包括以下步骤:首先对韧性非金属多孔基材进行金属化预处理,形成基体金属层,再采用热喷涂工艺在基体金属层上喷涂MCrAl或MCrAlR的功能金属涂层,最后对功能涂层进行火焰重熔或感应重熔。在热喷涂之前,可以通过焚烧或有机试剂分解等方式预先去除韧性非金属多孔基材。
所述的热喷涂工艺可采用电弧喷涂、火焰喷涂等工艺,选用直径为1.6~2.0mm的与所形成的功能金属涂层组成的金属丝材,送丝速度1.0~2.0m/min,气体压力为0.5MPa~0.8MPa,喷涂距离是100~250mm。所述的火焰重熔或感应重熔的温度宜为1500℃~3000℃。所述的韧性非金属多孔基材可选用下述材料中的一种:无纺布、聚酯海绵、聚醚海绵、棉布、化纤织物、纤维网、纤维布。金属化预处理可采用目前常规的非金属基材金属化工艺,如化学镀和电镀复合工艺、物理气相沉积和电镀复合工艺等,在韧性非金属多孔基材上镀覆足够量的基体金属层。
与现有技术的材料及其制备方法相比,本发明具有以下优点:(1)本发明之多孔复合金属材料的功能金属涂层克服了金属材料在高温下不耐氧化的缺陷,在1000℃保温2小时,其氧化增重不超过6%~10%;(2)本发明之多孔复合金属材料与经轧制成型的金属箔材相比,它呈三维多孔结构,孔隙率很高,一般在85%以上,材料单位体积的比表面积很大,孔道表面粗糙,因此,用作汽车的尾气净化催化剂载体时,催化剂的附着力好,气流在载体内的扰动性良好,尾气可充分接触载体表面,提高催化剂的利用率及效果:(3)本发明的制备方法,由于采用韧性非金属多孔基材作为多孔模板,容易获得三维多孔结构;与轧制金属箔材的机械制备法相比,无需使用大量机械加工成型设备,不必采用整块金属箔材,大大简化了制备工艺,降低了成本,同时由于铝含量的提高而增强了涂层抗高温氧化性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明,但这些实施例不得用于解释对本发明保护范围的限制。
实施例1
本实施例之多孔金属载体,具有通过多面体小室相互连接而形成的连续微孔结构,基体金属层为镍铁合金,金属量1500g/m2;在基体金属层之上是FeCrAl功能金属涂层,涂层的厚度是30μm,涂层中铬占总重量的12%,铝占2%。
制备方法:首先采用化学镀镍-电镀镍铁合金的联合工艺,在聚酯海绵基材上镀覆基体金属层,金属量为1500g/m2;再采用火焰热喷涂工艺在基体金属层上喷涂FeCrAl功能金属涂层,热喷涂时选用直径为1.6mm的FeCrAl金属丝,金属丝中铬占总重量的12%,铝占总重量的2%,余量为铁,送丝速度2.0m/min,气体压力为0.5MPa,喷涂距离是100mm,喷涂至厚度30μm后停止送丝;最后对功能涂层在1500℃温度以上进行火焰重熔。
经检测,该复合材料的孔隙率达到95%,在1000℃保温2小时,其氧化增重约8.8%。
实施例2
本实施例之多孔金属合金材料,基体金属层为镍铜铁合金,金属量500g/m2;在基体金属层之上是NiCrAl功能金属涂层,涂层的厚度是100μm,铬占总重量的20%,铝占4%。
制备方法:首先采用化学镀铜-电镀镍铁合金的联合工艺,在聚醚海绵基材上镀覆基体金属合金层,金属量为500g/m2;然后焚烧去除海绵基材;再采用电弧热喷涂工艺在基体金属层上喷涂NiCrAl功能金属涂层,热喷涂选用直径为1.8mm的NiCrAl金属丝,金属丝中铬占总重量的20%,铝占总重量的4%,余量为镍,送丝速度1.5m/min,气体压力0.7MPa,喷涂距离150mm,电压32V,电流100A,喷涂至厚度100μm后停止送丝;最后在2500℃温度下进行火焰重熔。
经检测,该复合材料的孔隙率达到95%,在1000℃保温2小时,其氧化增重约7.5%。
实施例3
本实施例之多孔金属载体,基体金属层为镍铜铁合金,金属量150g/m2;在基体金属层之上是NiCrAl-Y功能金属涂层,涂层的厚度是250μm,涂层中铬占总重量的15%,铝占5%,钇占1%。
制备方法:首先采用化学镀镍-电镀镍的联合工艺,在棉布基材上镀覆基体金属镍层,金属量为150g/m2;然后焚烧去除棉布基材;再采用电弧热喷涂工艺在基体金属层上喷涂NiCrAl-Y功能金属涂层,热喷涂时选用直径为2mm的NiCrAl-Y金属丝,金属丝材中铬占总重量的15%,铝占总重量的5%,钇占总重量的1%,送丝速度1.0m/min,气体压力为0.8MPa,喷涂距离是200mm,电压30V,电流200A,喷涂至厚度250μm后停止送丝;最后对功能涂层在2000℃温度下进行火焰重熔。
经检测,该复合材料的孔隙率达到85%,在1000℃保温2小时,其氧化增重约8%。
实施例4
本实施例之多孔金属载体,具有通过多面体小室相互连接而形成的连续微孔结构,基体金属层镍铜合金,金属量100g/m2;在基体金属层之上是FeCrAl-混合稀土功能金属涂层。涂层的厚度是300μm,涂层中铬占总重量的28%,铝占7%,混合稀土占2%。
制备方法:首先采用化学镀镍-电镀钴的联合工艺,在纤维网基材上镀覆基体金属合金层,金属量为100g/m2;再在基体金属层上火焰热喷涂FeCrAl-混合稀土功能金属涂层,热喷涂时选用直径为1.7mm的FeCrAl-混合稀土NiCrAl-Y金属丝,金属丝中铬占总重量的28%,铝占7%,混合稀土占2%,送丝速度1.8m/min,气体压力为0.8MPa,喷涂距离是180mm,喷涂至厚度300μm后停止送丝;最后对功能涂层在3000℃温度下进行火焰重熔。
经检测,该复合材料的孔隙率达到95%,在1000℃保温2小时,其氧化增重约6.5%。

Claims (8)

1.一种多孔金属载体,其特征在于:具有通过多面体小室相互连接而形成的连续微孔结构,第一层为基体金属层,基体金属层包含下述金属中的一种或多种:镍、铁或铜,基体金属层的金属量≥100g/m2;在基体金属层之上是MCrAl或MCrAlR的功能金属涂层,其中M为Fe、Ni、Co或它们的合金,R为稀土元素。
2.如权利要求1所述的多孔金属载体,其特征在于:所述的功能金属涂层的厚度为30μm~300μm。
3.如权利要求1或2所述的多孔金属载体,其特征在于:所述的功能金属涂层中,铬的重量占总涂层重量的12%~28%,铝的重量占总涂层重量的2%~7%。
4.如权利要求1或2或3所述的多孔金属载体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:首先对韧性非金属多孔基材进行金属化预处理,形成基体金属层,再采用热喷涂工艺在基体金属层上喷涂MCrAl或MCrAlR功能金属涂层,最后对功能涂层进行火焰重熔或感应重熔。
5.如权利要求4所述的多孔金属载体的制备方法,其特征在于:所述的热喷涂工艺中,选用直径为1.6mm~2.0mm且组成与所形成的功能金属涂层组成相同的金属丝材,送丝速度1.0m/min~2.0m/min,气体压力为0.5MPa~0.8MPa,喷涂距离为100mm~250mm。
6.如权利要求4或5所述的多孔金属载体的制备方法,其特征在于:所述的火焰重熔或感应重熔的温度为1500℃~3000℃。
7.如权利要求4或5所述的多孔金属载体的制备方法,其特征在于:所述韧性非金属多孔基材为无纺布、聚酯海绵、聚醚海绵、化纤织物、纤维网、纤维布中的一种。
8.如权利要求6所述的多孔金属载体的制备方法,其特征在于:所述韧性非金属多孔基材为无纺布、聚酯海绵、聚醚海绵、化纤织物、纤维网、纤维布中的一种。
CN2007100343177A 2007-01-25 2007-01-25 一种多孔金属载体及其制备方法 Active CN101229699B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100343177A CN101229699B (zh) 2007-01-25 2007-01-25 一种多孔金属载体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100343177A CN101229699B (zh) 2007-01-25 2007-01-25 一种多孔金属载体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101229699A CN101229699A (zh) 2008-07-30
CN101229699B true CN101229699B (zh) 2012-06-27

Family

ID=39896646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100343177A Active CN101229699B (zh) 2007-01-25 2007-01-25 一种多孔金属载体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101229699B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101983757B (zh) * 2010-12-06 2012-12-19 西北有色金属研究院 以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜及其制备方法
CN102127731B (zh) * 2011-02-17 2012-06-27 长沙力元新材料有限责任公司 制备抗高温氧化的多孔金属基材的方法
CN102286669A (zh) * 2011-08-24 2011-12-21 吉林卓尔科技股份有限公司 一种多孔泡沫铁铬铝合金材料的制备方法
CN102492865B (zh) * 2011-12-01 2013-08-14 西北有色金属研究院 一种高温气体净化用多孔材料及其制备方法
CN104190918B (zh) * 2014-08-31 2017-01-18 成都易态科技有限公司 粉末烧结多孔过滤合金、其制备方法以及它的预压成型体
CN104630635B (zh) * 2015-03-05 2016-08-24 北京绿洁美科技有限公司 一种铁铬铝基多孔金属材料及其制备方法
CN106111975A (zh) * 2016-07-27 2016-11-16 黄宇 一种汽车用多孔金属复合材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741556A (en) * 1994-06-24 1998-04-21 Praxair S.T. Technology, Inc. Process for producing an oxide dispersed MCrAlY-based coating
CN1656251A (zh) * 2002-05-24 2005-08-17 西门子公司 Mcral涂层
CN1657653A (zh) * 2005-04-01 2005-08-24 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 高温合金表面热障涂层及其制备方法
CN1665959A (zh) * 2002-07-09 2005-09-07 西门子公司 高耐氧化部件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741556A (en) * 1994-06-24 1998-04-21 Praxair S.T. Technology, Inc. Process for producing an oxide dispersed MCrAlY-based coating
CN1656251A (zh) * 2002-05-24 2005-08-17 西门子公司 Mcral涂层
CN1665959A (zh) * 2002-07-09 2005-09-07 西门子公司 高耐氧化部件
CN1657653A (zh) * 2005-04-01 2005-08-24 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 高温合金表面热障涂层及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101229699A (zh) 2008-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101229699B (zh) 一种多孔金属载体及其制备方法
US6585794B2 (en) Nonwoven metal fabric and method of making same
CN1114963C (zh) 电池电极基板及其制备方法
CN109943803B (zh) 抗熔融铝硅合金腐蚀复合涂层及其制备方法和应用
CA2152216C (en) Corrosion-resistant metallic porous member and method of manufacturing the same
KR20160010433A (ko) 전기 접촉 소자
CN101172257A (zh) 应用于尾气过滤及催化剂载体的泡沫铁铬铝及其制作工艺
CN110983764B (zh) 一种具有复合金属镀层结构的导电芳香族聚酰胺纤维
Zhang et al. Electroless nickel plating on alumina ceramic activated by metallic nickel as electrocatalyst for oxygen evolution reaction
CN102286669A (zh) 一种多孔泡沫铁铬铝合金材料的制备方法
CN103552312A (zh) 一种具有二硼化钛中间涂层的复合材料
CN100357027C (zh) 汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法
KR20170054145A (ko) 촉매, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지
CN101613813B (zh) 一种多孔铁基复合粉体材料的制备方法
CN102277486A (zh) 一种多孔泡沫铁镍铬合金材料的制备方法
CN102443796A (zh) 一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层及其制备方法
Belakhmima et al. Preparation and characterization of electroless Cu–P deposition protection for mild steel corrosion in molar hydrochloric solution
CN107419243B (zh) 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法
CN103801858A (zh) 点焊电极表面电火花熔敷TiB2-TiC复相涂层用的熔敷棒其制备方法
JPWO2014024781A1 (ja) 多孔体の製造方法、多孔体、及び構造体
CN102888605A (zh) 一种镀Al-CoNiCrAlY高温抗氧化复合涂层及其制备方法与应用
CN110373689B (zh) 一种电化学法制备Ni-Fe-P-MnFeO3电催化剂的方法
CN102634824A (zh) 泡沫铁及其制造方法
CN106756186A (zh) 多孔泡沫铁镍铬合金材料的制备方法
CN101824617A (zh) 一种钢铁材料表面多孔化的工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210723

Address after: 410100 first floor, building 10, advanced energy storage and energy conservation demonstration Industrial Park, No. 169, Section 2, Renmin East Road, Changsha Economic and Technological Development Zone, Hunan Province

Patentee after: NATIONAL ENGINEERING RESEARCH OF ADVANCED ENERGY STORAGE MATERIALS

Address before: 410100 No. 6 South Xingsha Road, Changsha economic and Technological Development Zone, Hunan, China

Patentee before: Hunan Corun New Energy Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right