有机泡沫模板法制备泡沫镍的研究

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1、分类号:TG146.110710-2015131039硕士学位论文有机泡沫模板法制备泡沫镍的研究吴名扬导师姓名职称桑可正教授申请学位类别硕士学科专业名称材料加工工程论文提交日期2018年5月1日论文答辩日期2018年5月24日学位授予单位长安大学PreparationofNickelFoambyOrganicFoamTemplateMethodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuMingyangSupervisor：Prof

2、.SangKezhengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要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

3、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

4、、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1.0×106S/m、抗拉强度分别为2.67MPa、

5、3.35MPa、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。关键词：泡沫镍；聚氨酯泡沫；氯化镍；还原烧结；收缩率IIIAbstractNickelfoammetalcanbeusedasbothafunctionalmaterialandastructuralmaterial.Notonlyhasitgoodcorrosionresistance,highmeltingpoint,pl

6、asticity,andtoughnessofthenickelmetalitself,butalsohaslightweight,highporosity,andspecificsurfacearea.Large,highstrengthcharacteristics.Therefore,nickelfoammetalplaysanimportantroleinthefieldofhightechnology.Inordertopreparehigh-purityandenvironment-

7、friendlynickelfoam,nickelchloride(nickelchloridepowderorsaturatedsolutionofnickelchloride)wascoatedonthesurfaceofpolyurethanefoamporesbyusingtheprincipleofhydrogenreductionofNiCl2,thenthenickelfoamwaspreparedbyreducingandsinteringinaprotectiveatmosph

8、ereafterremovalofpolyurethanefoam.Thecompositionofthemetalfoamafterthereductionandtheeffectsofthesinteringtemperatureontheshrinkage,electricalconductivityandtensilestrengthofthemetalfoamwereinvestigated.Theresultsshowedthat:(1)The10ppipolyurethanefoa