JP2012124012A - 高耐食性を有する金属多孔体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リチウムイオン電池等の電池やキャパシタ、燃料電池の集電体に適した耐熱性、耐電解性等の耐食性に優れた金属多孔体の製造方法の提供。
【解決手段】導電処理を行った多孔体基材にニッケルめっきを行ってニッケルめっき層を形成した後に洗浄し、次いで該ニッケルめっき層の表面を乾燥させることなく連続して、少なくともニッケルとタングステンを含む合金をめっきして合金めっき層を形成する工程と、酸化雰囲気中で加熱することにより前記多孔体基材を除去する工程と、その後に還元雰囲気中で熱処理を行って金属を還元する工程と、を有し、前記多孔体基材を除去する工程と金属を還元する工程とにおいて、合金めっき層中のタングステンを前記ニッケルめっき層中に拡散させることを特徴とする、少なくともニッケルとタングステンからなる金属多孔体の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明はリチウムイオン電池等の電池やキャパシタ、燃料電池の集電体に用いられる金属多孔体に関する。

リチウムイオン電池において、正極材料や負極材料を付着させる集電体（支持体）として、一般的にアルミ箔のような金属箔を用いている。しかしながら、金属箔は二次元構造であり活物質の担持や充填密度の点で多孔体に比べて劣っている。すなわち、金属箔は、活物質を包み込むように保持する事ができないため、活物質の膨張収縮を抑えることができず充填量を少なくしなければ寿命が持たない。また、集電体と活物質の距離が長くなるため、集電体から離れたところでの活物質の利用率が小さく、容量密度も小さくなる。また金属箔をパンチングメタル、スクリーン、エキスバンドメタル等の多孔体の形状で用いることが行われているが、これも実質的には二次元構造であり、大幅な容量密度の向上は期待できない。

また、高出力、高容量、長寿命化等を目的として、集電体を発泡体や不織布状などの三次元多孔質体等の形状として用いることが数多く提案されている（特許文献１〜４参照）。
例えば、特許文献１には、正極集電体として、表面がアルミニウム、合金又はステンレススチールからなる三次元網状多孔体が開示されている。特許文献２には、有孔性ポリマーが均一に活物質層間と活物質表面に備わった電極合剤と集電体としてのアルミニウム、銅、亜鉛、鉄などの金属、またはポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマー、あるいはこれらの混合物からなる三次元多孔体とを一体化して電極とすることが開示されている。

特許文歓３には、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモンの単体若しくは合金、又はステンレス合金からなる多孔質集電体上に電極活物質薄膜層が形成されてなる電極が開示されている。特許文献４には、正極集電体として、発泡アルミニウム、発泡ニッケル等を用いることが開示されている。

ところで、二次電池全般として、高出力化及び高容量化させるために、集電体は、二次元構造体よりも多孔度が大きい三次元構造体を採用することが望まれている。特に正極集電体については、高い充放電電圧のもとでは電解質により酸化されやすくなるため、耐酸化性及び耐電解液性も求められている。

一般に金属製の多孔度が大きい三次元構造体（以下「金属多孔体」という）は、電気導電性のない樹脂多孔体に導電化処理を施し、この上に電気めっきにより所定の金属量を付加し必要に応じて内部に残存する樹脂分を焼却除去することによって得られている。例えば、特許文献５には、ポリウレタンフォームの骨格表面にニッケルめっきを施し、その後、上記ポリウレタンフォームを除去することによって金属多孔体を得ることが記載されている。

しかし、下記のような理由で、リチウム系非水電解質二次電池については、耐酸化性及び耐電解液性を有し、多孔度が大きく、さらには、工業的生産に適した正極集電体は提供されていない。
すなわち、集電体の多孔度を大きくするためには、一般的にニッケル多孔体に代表されるように、多孔質の有機樹脂表面にめっき処理し、必要に応じて有機樹脂を焼却除去することが行われる。しかしながら、ニッケル多孔体は、リチウム系非水電解質二次電池では、酸化されやすく、電解質液中に溶解してしまい、長期の充放電で十分な充電ができなくなる。

一方、現在の正極集電体の主材料であるアルミニウムにおいては、めっき処理するには、非常に高温の溶融塩状態で処理する必要があるため、有機樹脂を被めっき体として使用することができず、有機樹脂表面にめっき処理することは困難である。よって、アルミニウムからなる多孔体集電体は現在提供されていない。

また、ステンレススチールも正極集電体の材料として広く使用されているが、このステンレススチールもアルミニウムと同様の理由から、有機樹脂表面にめっき処理することにより、多孔度の大きい集電体とすることは困難である。
なお、ステンレススチールについては、粉末状にして有機樹脂多孔体に塗着して焼結することにより、多孔体を得る方法が提供されている。
しかしながら、ステンレススチール粉末は非常に高価である。また、粉末が付着した有機樹脂多孔体は焼却除去されるため、強度が衰えてしまい使用に耐えないという問題がある。
したがって、耐酸化性及び耐電解液性を有し、多孔度が大きく、工業的生産に適した集電体、さらには、この集電体を用いて得られる正極の提供が望まれている。

特開平１１−２３３１５１号公報 特開２０００−１９５５２２号公報 特開２００５−０７８９９１号公報 特開２００６−０３２１４４号公報 特開平１１−１５４５１７号公報

本発明は、上記問題点に鑑みて、リチウムイオン電池等の電池やキャパシタ、燃料電池の集電体に適した、耐熱性及び耐電解性等の耐食性に優れた金属多孔体の製造方法を提供することを課題とする。

（１）導電処理を行った多孔体基材にニッケルめっきを行ってニッケルめっき層を形成した後に洗浄し、次いで該ニッケルめっき層の表面を乾燥させることなく連続して、少なくともニッケルとタングステンを含む合金をめっきを行って合金めっき層を形成する工程と、
酸化雰囲気中で加熱することにより前記多孔体基材を除去する工程と、
その後に還元雰囲気中で熱処理を行って金属を還元する工程と、
を有し、
前記多孔体基材を除去する工程と金属を還元する工程とによって、合金めっき層中のタングステンを前記ニッケルめっき層中に拡散させることを特徴とする、少なくともニッケルとタングステンからなる金属多孔体の製造方法。
（２）前記金属を還元する工程の後に、
不活性雰囲気中あるいは還元雰囲気中で熱処理を行ってタングステンを拡散させる工程、
を更に有することを特徴とする上記（１）に記載の金属多孔体の製造方法。
（３）前記金属を還元する工程の後の金属多孔体が、ニッケルの含有率が６０質量％以上、９５質量％以下であり、タングステンの含有率が５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の金属多孔体の製造方法。
（４）前記金属を還元する工程の後の金属多孔体が、成分として、１０質量％以下のリンを更に含むことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の金属多孔体の製造方法。

ニッケルめっき後に連続して乾燥させずにニッケルタングステン合金めっきを行うことで、ニッケルめっき層とニッケルタングステンめっき層の密着力が増し、応力によるニッケルタングステン合金皮膜の剥離やひび割れを防ぐことができる。

比較例３において作製した金属多孔体の断面の一部を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真である。

本発明の金属多孔体の製造方法は、導電処理を行った多孔体基材にニッケルめっきを行ってニッケルめっき層を形成した後に洗浄し、次いで該ニッケルめっき層の表面を乾燥させることなく連続して、少なくともニッケルとタングステンを含む合金をめっきして合金めっき層を形成する工程と、酸化雰囲気中で加熱することにより前記多孔体基材を除去する工程と、その後に還元雰囲気中で熱処理を行って金属を還元する工程と、を有し、前記多孔体基材を除去する工程と金属を還元する工程とにおいて、合金めっき層中のタングステンを前記ニッケルめっき層中に拡散させることを特徴とする。

以下、本発明の金属多孔体の製造方法の詳細に述べる。
まず多孔体基材の表面を導電化処理して導電膜（以下「導電被覆層」という）を形成する。そして、この導電被覆層に電気ニッケルめっきを施して樹脂多孔体基材の表面にニッケルめっき層を形成する。続いて、このニッケルめっき層の表面が乾燥しないうちに該ニッケルめっき層の表面にニッケルとタングステンを含む合金をめっきして合金めっき層を形成する。次に多孔体基材を除去してニッケルめっき層とニッケル・タングステン合金めっき層とからなる多孔質体を得る。次いで、この多孔質体に熱処理を施して合金めっき層中のタングステンを前記ニッケルめっき層中に拡散させることによりニッケルとタングステンからなる金属多孔体を得る。

上記のように、多孔体基材にニッケルめっきを施して得られたニッケルめっき層の表面を乾燥させることなく連続して合金めっきを行うことで、強度のある材料の上で、さらにめっき後の活性な表面の上にめっきすることができ、ニッケルめっき層とニッケル−タングステン合金めっき層との密着力が増し、応力の強いニッケル−タングステン合金めっき膜を安定して形成できるため、めっき膜の剥離やひび割れを防ぐことができる。

前記熱処理工程後の金属多孔体は、ニッケルの含有率が６０質量％以上、９５質量％以下であり、タングステンの含有率が５質量％以上、４０質量％以下であることが好ましい。このように、ニッケルを６０質量％以上、９５質量％以下、タングステンを５質量％以上、４０質量％以下含むことにより、金属多孔体の耐電解性及び耐熱性を向上させることができる。

（多孔体基材）
本発明における多孔体基材としては多孔性のものであればよく公知又は市販のものを使用でき、樹脂発泡体、不織布、フェルト、織布などが用いられるが必要に応じてこれらを組み合わせて用いることもできる。また、素材としては特に限定されるものではないが、金属をめっきした後焼却処理により除去できるものが好ましい。また、多孔体基材の取扱い上、特にシート状のものにおいては剛性が高いと折れるので柔軟性のある素材であることが好ましい。

本発明においては、多孔体基材として樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体としては発泡ウレタン、発泡スチレン、メラミン樹脂等が挙げられるが、これらの中でも、特に多孔度が大きい観点から、発泡ウレタンが好ましい。

多孔体基材の多孔度は限定的でなく、通常６０％以上、９７％以下程度、好ましくは８０％以上、９６％以下程度である。多孔体基材の厚みは限定的でなく、用途等に応じて適宜決定されるが、通常３００μｍ以上、５０００μｍ以下程度、好ましくは４００μｍ以上、２０００μｍ以下程度とすればよい。
以下では、多孔体基材として発泡状樹脂を用いた場合を例にとって本発明を説明する。

（導電処理）
導電処理は、発泡状樹脂の表面に導電性を有する層を設けることができる限り限定的でない。導電性を有する層（導電被覆層）を構成する材料としては、例えば、ニッケル、チタン、ステンレススチール等の金属の他、黒鉛等が挙げられる。
導電処理の具体例としては、例えば、ニッケルなどの金属を用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリングや蒸着・イオンプレーティングなどの気相処理等が好ましく挙げられる。また、ステンレススチール等の合金金属、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、発泡状樹脂の表面に塗着する処理が好ましく挙げられる。

ニッケルを用いた無電解めっき処理は、例えば、還元剤として次亜リン骸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に発泡状樹脂を浸漬することによって行うことができる。必要に応じて、めっき浴浸漬前に、発泡状樹脂を微量のパラジウムイオンを含む活性化液（カニゼン社製の洗浄液）等に浸漬してもよい。

ニッケルを用いたスパッタリング処理としては、例えば、基板ホルダーに発泡状樹脂を取り付けた後、不活性ガスを導入しながら、ホルダーとターゲット（ニッケル）との間に直流電圧を印加することにより、イオン化した不活性ガスをニッケルに衝突させて、吹き飛ばしたニッケル粒子を発泡状樹脂表面に堆積すればよい。

導電被覆層の目付量（付着量）は、後の工程のニッケルめっきやニッケルタングステン合金めっきの目付け量と合わせた最終的な金属組成がニッケルが６０質量％以上、９５質量％以下、タングステンが５質量％以上、４０質量％以下になるように調整することが好ましい。
導電被覆層にニッケルを用いる場合は発泡状樹脂表面に連続的に形成されていればよく、目付量は限定的でないが、通常５ｇ／ｍ²以上、１５ｇ／ｍ²以下程度、好ましくは７ｇ／ｍ²以上、１０ｇ／ｍ²以下程度とすればよい。

（電解ニッケルめっき処理）
電解ニッケルめっき処理は、常法に従って行えばよい。電解ニッケルめっき処理に用いるめっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができ、例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。前記の無電解メッキやスパッタリングにより表面に導電層を形成された多孔体基材をメッキ浴に浸し、多孔体基材を陰極に、ニッケル対極板を陽極に接続して直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、導電層上に、さらにニッケルの被覆を形成することができる。
電解ニッケルめっき層の目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成がニッケルが６０質量％以上、９５質量％以下、タングステンが５質量％以上、４０質量％以下の範囲になるように調整する必要がある。
この工程で作製したニッケルめっき多孔体は、乾燥させずに次のニッケル−タングステンめっき処理工程に持ち込む必要がある。ここで乾燥させてしまうとニッケルめっき層の表面が酸化して活性が失われるため、次工程のめっき密着力が低下する。

（電解ニッケル−タングステンめっき処理）
電解ニッケル−タングステンめっき処理は、常法（特開平１０−１３０８７８号公報）に開示の方法など）に従って行えばよい。この際、特開２００２−２４１９８６号公報に記載のように、使用した薬剤によってリンをめっき膜に含有させることができる。この場合、ニッケル多孔体に被覆する合金は、最終的に得られる金属多孔体が、ニッケルとタングステンの他に成分として１０質量％以下のリンを更に含むような量のリンを含んでいることが好ましい。
電解ニッケル−タングステンめっき処理に用いるめっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができる。めっき液の組成は、たとえば水１０００ｇに対し、タングステン酸ナトリウム６０ｇ、硫酸ニッケル２０ｇ、クエン酸６０ｇ、アンモニア４０ｇを配合したものを使用できる。

前記のニッケルめっき多孔体を水洗してニッケルめっき液を除去した後、乾燥させずに連続してメッキ浴に浸し、これを陰極に、ニッケル対極板とタングステン対極版をそれぞれ陽極に接続して直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、ニッケルめっき多孔体上に、さらにニッケル−タングステンの被覆を形成することができる。このとき、添加剤の分解を防ぐために、３つ目の陽極としてイオン交換膜付きのアノードケース内に配置した不溶性陽極を使用するのが好ましい。不溶性陽極は白金めっきチタンなどを用いればよく、アノードケースには１０wt％程度の硫酸を満たして使用する。
電解ニッケル−タングステンめっき層の目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成が、ニッケルが６０質量％以上、９５質量％以下、タングステンが５質量％以上、４０質量％以下であるように調整することが好ましい。

（めっき時のめっき液の循環）
発泡状樹脂へのめっきは、一般的に内部へ均一にめっきすることが難しい。内部の未着を防いだり、内部と外部のめっき付着量の差を低減したりするために、めっき液を循環させることが好ましい。循環の方法としては、ポンプを使用したり、めっき槽内部にファンを設置するなどの方法がある。また、これらの方法を用いて基材にめっき液を吹き付けたり、吸引口に基材を隣接させたりすると、基材内部にめっき液の流れができやすくなって効果的である。

（熱処理：多孔体基材除去処理及び還元処理）
発泡状樹脂等の多孔体基材を除去する方法は、例えば６００℃程度以上の大気等の酸化性雰囲気下で加熱すればよい。これにより多孔体基材を焼却除去することができる。こうして得られた多孔体を還元性雰囲気下で加熱処理して金属を還元することにより、金属多孔体が得られる。還元は水素雰囲気で６００℃以上、１５００℃以下の温度範囲で行うことが好ましい。より好ましくは８００℃以上、１５００℃以下の範囲であり、更に好ましくは１０００℃以上、１５００℃以下の範囲である。

上記の多孔体基材（発泡状樹脂等）の除去工程と、その後の金属多孔体の還元処理工程との熱処理により、ニッケル−タングステン合金めっき層中のタングステン成分を、ニッケルめっき層中に拡散させることができる。一般に、ニッケルめっき層は耐食性が低いが、本発明では上記のように６００℃以上で基材除去工程を行い、上記の条件で還元処理を行うことにより、タングステン成分をニッケルめっき層中に充分に拡散させることができ、高耐食性の金属多孔体を得ることができる。このとき、金属多孔体骨格の表側・内側のタングステンの濃度比は、表側濃度／内側濃度が２／１以上、１／２以下であることが好ましい。より好ましくは３／２以上、２／３以下であり、更に好ましくは４／３以上、３／４以下であり、最も好ましくは均一に拡散させることである。

また、必要に応じて、上記工程に加えて、更に不活性雰囲気中あるいは還元雰囲気中で熱処理する工程を行うことにより、タングステン濃度をより均一にすることができる。このときの熱処理温度は、低すぎると拡散に時間がかかり、高すぎると軟化して自重で多孔体構造を損なう可能性があるため、３００℃以上、１５００℃以下の範囲で行うことが好ましい。より好ましくは５００℃以上、１３００℃以下の範囲であり、更に好ましくは８００℃以上、１１００℃以下の範囲である。また、雰囲気は窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気、あるいは水素などの還元性雰囲気が好ましい。

（金属目付量）
導電被覆層、ニッケル被覆層、合金皮膜層の金属目付量の合計量としては、好ましくは２００ｇ／ｍ²以上１０００ｇ／ｍ²以下である。より好ましくは３００ｇ／ｍ²以上６００ｇ／ｍ²以下であり、更に好ましくは４００ｇ／ｍ²以上５００ｇ／ｍ²以下である。合計量が２００ｇ／ｍ²を下回ると、集電体の強度が衰えるおそれがある。また、合計量が１０００ｇ／ｍ²を上回ると、分極性材料の充填量が減少し、またコスト的にも不利となる。

（孔径）
金属多孔体を燃料電池の触媒層に用いる場合、平均孔径は１μｍ以上、５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは２μｍ以上、２０μｍ以下であり、更に好ましくは２μｍ以上、５μｍ以下である。その他集電体として使用する場合は５０μｍ以上、１０００μｍ以下が好ましい。より好ましくは５０μｍ以上、６００μｍ以下であり、更に好ましくは８０μｍ以上、３００μｍ以下である。

（金属多孔体の組成の確認）
誘導結合プラズマ（Ｉnductively Ｃoupled Ｐlasma：ＩＣＰ）を利用した定量測定を行うことにより、含有元素の質量％を求めることができる。

（タングステンの拡散確認）
金属多孔体について、断面からのエネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅnergy Ｄispersive Ｘ-ray spectroscopy：ＥＤＸ）測定を行い、骨格表側と骨格内側のスペクトルを比較することにより、タングステンの拡散を確認することができる。

（実施例１）
樹脂多孔体シートとして１．５ｍｍ厚のポリウレタンシートを用いて、これを三酸化クロム４００ｇ／Ｌと硫酸４００ｇ／Ｌの混合溶液中に６０℃で１分浸漬することによって表面処理を施した。このような表面処理を行うことにより、次いで付着させる導電膜とアンカー効果を形成し、高い密着力が得られる。
次に、粒径０．０１〜２０μｍのカーボン粉末２０ｇを１０％アクリルスチレン系合成樹脂水溶液８０ｇに分散させ、カーボン塗料を作製した。
次いで、上記の表面処理を施した発泡ウレタンを前記塗料に連続的に漬け、ロールで絞った後乾燥させることにより導電化処理を施した。

そして、該導電化処理を施した樹脂多孔体シートにニッケルめっきを施すことにより、目付が２００ｇ／ｍ²のニッケル多孔体を作製した。
ニッケルめっきはスルファミン酸浴で行った。スルファミン酸浴は、スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／Ｌと硼酸３０ｇ／Ｌの濃度の水溶液で、ｐＨを４に調製した。そして、温度を５５℃とし、電流密度を２０ＡＳＤ（Ａ／ｄｍ²）としてニッケルめっきを行った。

目付け２００ｇ／ｍ²のニッケルめっきの後に該ニッケル多孔体を水洗洗浄し、表面が乾燥する前に連続的に目付け２００ｇ／ｍ²のニッケル−タングステン合金電気めっきを施した。そして更に、熱処理によってタングステンを拡散させ、ニッケル８７質量％タングステン１３質量％の組成の金属多孔体を得た。
ニッケル−タングステン合金めっきのめっき液としては、水１０００ｇに対し、タングステン酸ナトリウム６０ｇ、硫酸ニッケル２０ｇ、クエン酸６０ｇ、アンモニア４０ｇを配合したものを使用した。また、めっき浴の浴温は６５℃とし、電流密度は１０Ａ／ｄｍ²とした。めっき液はポンプにより攪拌した。
樹脂多孔体の除去工程では、大気中１０００℃で２０分加熱して基材（樹脂多孔体シート）を燃焼除去した。このとき金属多孔体も一部酸化されるため、その後更に、還元（水素）雰囲気で、１０００℃、５０分の条件で熱処理（還元処理）を行った。
ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、タングステンは満遍なく拡散していると考えられる。また、当該多孔体の断面を電子顕微鏡で観察したところ、ニッケルめっき層とニッケル−タングステンめっき層との間には剥離する現象は観察されなかった。

（実施例２）
目付け１５０ｇ／ｍ²のニッケルめっきの後に該ニッケル多孔体を水洗洗浄し、表面が乾燥する前に連続的に目付け４５０ｇ／ｍ²のニッケル−タングステン合金電気めっきを施し、熱処理によってタングステンを拡散させ、ニッケル７０質量％タングステン３０質量％の組成の金属多孔体を得た。ニッケル、及びニッケル−タングステン合金の目付量を変えた以外は、実施例１と同様の操作を行った。
ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、タングステンは満遍なく拡散していると考えられる。また、当該多孔体の断面を電子顕微鏡で観察したところ、ニッケルめっき層とニッケル−タングステンめっき層との間には剥離する現象は観察されなかった。

（実施例３）
目付け２００ｇ／ｍ²のニッケルめっきの後に該ニッケル多孔体を水洗洗浄し、表面が乾燥する前に連続的に目付け２００ｇ／ｍ²のニッケル−タングステン−リン合金電気めっきを施し、熱処理によってタングステンを拡散させ、ニッケル８５質量％タングステン１２質量％リン３質量％の組成の金属多孔体を得た。
ニッケル−タングステン−リン合金めっきのめっき液としては、水１０００ｇに対し、タングステン酸ナトリウム６０ｇ、硫酸ニッケル４０ｇ、亜リン酸２０ｇ、クエン酸６０ｇ、アンモニア２０ｇを加えた液を用いた。ｐＨは５に調製し、温度を６５℃とし、電流密度を１０Ａ／ｄｍ²としてニッケル−タングステン−リン合金めっきを行った。
その他の条件は実施例１と同様にして行った。
ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、タングステンは満遍なく拡散していると考えられる。また、当該多孔体の断面を電子顕微鏡で観察したところ、ニッケルめっき層とニッケル−タングステンめっき層との間には剥離する現象は観察されなかった。

（比較例１）
導電処理後の発泡ウレタンにニッケルめっきを施し、熱処理によってウレタンを除去して得た目付け３００ｇ／ｍ²のニッケル多孔体を得た。導電処理、及びニッケルめっきの条件は実施例１と同様とした。

（比較例２）
最後に熱処理を行わない以外は実施例１と同様に作製したニッケル−タングステン多孔体を得た。
ＥＤＸスペクトルでは、骨格内側にタングステンのピークが存在しなかった。このため内側は純ニッケルが露出していると考えられる。

（比較例３）
実施例１において、ニッケル多孔体を作製後に水洗洗浄し、表面が乾燥してからニッケル−タングステン合金をめっきした以外は、実施例１と同様にしてニッケル−タングステン多孔体を得た。当該多孔体の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図１に示すように、ニッケルめっき層とニッケル−タングステンめっき層との間に剥離する現象が観察された。図１において、金属多孔体の断面の内側はニッケルめっき層であり、外側はニッケル−タングステンめっき層である。

＜評価＞
（耐電解性の評価）
耐電解性を確認するため、ＡＳＴＭ Ｇ５に準拠した方法で分極測定を行った。各金属多孔体を１ｃｍ幅×２ｃｍに切断し、白金線を溶接して作用極とした。参照極には銀／塩化銀電極を用い、対極は白金のメッシュを用いた。液は濃度１mol／Ｌの硫酸ナトリウムを用い、ｐＨは５に調整し温度は６０℃で測定した。水素バブリングを行って溶存酸素を水素置換した後、バブリングした状態で測定を行った。試料の面積は見かけ１ｃｍ²が液に浸かるようにし、標準水素電位に対し−０．３〜１Ｖの範囲で、５ｍＶ／ｓの速度で電位を掃引した。流れた電流の最大値を下記に示す。

比較例１のニッケル多孔体が０．１Ａ流れたのに対し、本発明のニッケル−タングステン多孔体は２桁小さい０．００１Ａしか流れず、優れた耐電解性を示した。また、比較例２でも比較例１と同様の電流が流れたことから、熱処理によるタングステンの拡散は必須であることが分かる。

（耐熱性の評価）
耐熱性に関しては大気中６００℃で１０時間の加熱を行い、金属多孔体の変化を確認した。加熱前後での変化を下表にまとめる。

本発明のニッケル−タングステン多孔体は、比較例１、２の多孔体に比べ優れた耐熱性を有する。比較例２の多孔体は見た目には変化なかったが、明らかに強度が低下していた。これは、内部のニッケル層が酸化しているためと考えられる。また前述のように比較例３の多孔体はニッケルめっき層とニッケル−タングステンめっき層との間に剥離が観察された。これは、ニッケル−タングステンめっきの応力が高く、めっき膜が反ることと、基材のニッケル上に酸化膜が形成されているためにニッケル−タングステンめっき層との密着性が悪いためと考えられる。
本発明のように、連続して乾燥させずにめっきすることで、酸化膜の形成を抑えることができ、応力が高くても密着させることができる。

Claims (4)

1. 導電処理を行った多孔体基材にニッケルめっきを行ってニッケルめっき層を形成した後に洗浄し、次いで該ニッケルめっき層の表面を乾燥させることなく連続して、少なくともニッケルとタングステンを含む合金をめっきして合金めっき層を形成する工程と、
   酸化雰囲気中で加熱することにより前記多孔体基材を除去する工程と、
   その後に還元雰囲気中で熱処理を行って金属を還元する工程と、
   を有し、
   前記多孔体基材を除去する工程と金属を還元する工程とによって、合金めっき層中のタングステンを前記ニッケルめっき層中に拡散させることを特徴とする、少なくともニッケルとタングステンからなる金属多孔体の製造方法。
2. 前記金属を還元する工程の後に、
   不活性雰囲気中あるいは還元雰囲気中で熱処理を行ってタングステンを拡散させる工程、
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の金属多孔体の製造方法。
3. 前記金属を還元する工程の後の金属多孔体が、ニッケルの含有率が６０質量％以上、９５質量％以下であり、タングステンの含有率が５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属多孔体の製造方法。
4. 前記金属を還元する工程の後の金属多孔体が、成分として、１０質量％以下のリンを更に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属多孔体の製造方法。