Способ получения пористых материалов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий термообработку изделия из металла в присутствии кислородсодержащего газа до получения слоя компактной окалины G последующим его восстановлением газбообразным восстановителем до металла, отличающийся тем, что, с целью получения любой формы сообщающейся и регулируемой пористости, преимущественно в сплавах на основе благородных металлов и металлов, образующих при окислении летучие окислы, изделия дополнительно подвергают стабилизирующемуф отжигу в среде нейтрального газа ъ в интервале температур 0,6-0,9 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

350 В 01 D 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и (21) 2879053/23-26 (22) 25. 01. 80 (46) 23. 12. 83. Бюл. Р 47 (72) A. В. Серебряков и И.Д.Чашечкин (71) Институт физики твердого тела

АН СССР (53) 66.067.324(088.8) (56) 1. Патент США 2434775, кл. 15-131, опублик. 1960.

2,Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2610812, кл. В 01 D 39/00, 24. 04. 78. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ IIOPHCTblX

МАТЕРИАЛОВ, включающий термообра„„SU„„ 1О61829 А ботку изделия из металла в присутствии кислородсодержащего газа до получения слоя компактной окалины е последующим его восстановлением газоообраэным восстановителем до металла, о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью получения любой формы сообщающейся и регулируемой пористости, преимущественно в сплавах на основе благородных металлов и металлов, образующих при окислении летучие окислы, изделия дополнительно подвергают стабилиэирующе- му отжигу в среде нейтрального газа в интервале температур 0,6-0,9 Т„,, 1061829

Изобретение относится к области получения пористых материалов иэ металлических сплавов, в том числе на основе благородных металлов и металлов, образующих при окислении летучие окислы, и может быть использовано для изготовления пористых покрытий на готовых иэделиях, изготовления фильтров и катализаторов с большой удельной поверхностью, приготовления композиционных материа- 10 лов, пайки в электронной технике, Известен способ получения пористых металлов путем введения в расплав легирующей присадки, образующей газовую фазу при затвердевании 1).)$

Недостатком этого. способа является невозможность непосредственного создания пористости в готовых изделиях сложной геометрической формы или создания на них пористых покрытий определенной толцины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения пористых материалов, заключающийся в том, что изделия из металла подвергают термообработке в присутствии кислородсодержащего газа до получения слоя компактной окалины с последующим его восстановлением газообразным восстановителем до металла(2 ).

Однако реализовать существующий способ не удается в случае сплавов на основе благородных металлов и металлов, образующих при окислении летучие окислы. 35

Это обусловлено тем, что в известном способе для создания пористого покрытия необходимо предварительно на поверхности изделия получить слой компактного окисла. Осу- 40 ществить на практике подобный процесс для сплавов на основе благородных мет алло в и мет алло в, о бразующих летучие окислы, не представляется возможным. 45

Целью изобретения является полу.чение любой формы сообщающейся и ре;улируемой пористости, преимущественно в сплавах на основе благородных металлов и металлов, образующих при окислении летучие окислы, !

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пористых металлических материалов путем термообработки изделия из металла. в присутствии кислородсодержа" щего газа до получения окалины с последующим его восстановлением газообразным восстановителем до металла, изделия дополнительно подверга- 60 ют стабилизирующему отжигу в среде нейтральнога газа в интервале температур 0,6-0,9 Тп

При э — îì нейтральная атмосфера отжига выбрана для того; чтобы пред" у отвратить восстановление второй фазы сплава поц слоем пористости в течение стабилизирующего отжига. Интервал температур обработки выбран иэ следующих соображений. Экспериментально установлено, что давление ra зообразных продуктов реакции восстановления в дискретных порах превыша ет механическую прочность материала при температурах вьлае 0,6 Тод, это приводит к росту пор и их слиянию в сообщающиеся цепочки. С увеличением температуры отжига в сплаве интенси фицируется процесс рекристаллизации, и при температурах выше 0,9 Тд он препятствует образованию сообщающейся пористости по всей глубине пористого слоя.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

В качестве заготовки берут готовое изделие после восстановительного отжига и изготовляемое преимущественно из сплава на основе благородных металлов или металлов, образующих при окислении летучие окислы, в котором содержатся дискретные включения второй фазы, способные образовывать при восстановлении газообразные продукты реакции. Затем зту заготовку подвергают стабилизирующему отжигу в нейтральной атмосфере в интервале температур 0,6-0,9 Тп„ в процессе которого дискретные поры под действием внутреннего давления газообразных продуктов реакции восстановления растут и сливаются в сообщающиеся цепочки.

Реализация такой обработки при— водит к созданию в материале пористого слоя строго огределенной толщины. Цостижение необходимых параметров сообщающейся пористости осуществляется за счет изменения содержания второй фазы в сплаве и выбора соответствующей температуры;, и длительности còàáèë)ëçèðóþùåãî отжига.

Пример 1. Получение пористого сплава серебра.

Проводилась обработка сплава

А-2,4 ат. -. В качестве заготовки брали плоский образец размером 14х28 мм и толщиной 0,6 мм, полученный в результате восстановления в атмосфере водорода при 430 С сплава серебра, содержащего дискретные включения закиси меди, Стабилизирующий отжиг проводили в кварцевой ампуле, через которую пропускали технически чистый аргон. Ампулу помещали в разогретую до 6700С печь сопротивления и выдерживали в течение 15 мин после чего ее охлаждали на воздухе до комнатной температуры.

В результате в образце получают сообщающуюся пористость по всей

1061829

Составитель A. Евдокимов

Редактор Н.Пушненкова Техред О.Неце

Корректор И.Муска

Заказ 10097/6 Тираж 688

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 толщине восстановленного сплава с размером пор порядка 3 мкм, Пример 2, Получение пористой меди.

Стабилизирующему отжигу подвергали образец размером 14х28 мм и толщиной 0,8 мм,.полученный в результате восстановления в атмосфере водорода при 500 С сплава меди с

0,41 вес.Ъ кислорода, в котором кислород в основном сосредоточен в 10 частицах эакиси меди. Отжиг проводили в кварцевой ампуле в токе техни-. чески чистого аргона при нормальном давлении. Ампулу помещали в раэогре тую до 730 С печь сопротивления и )5 выдерживали в течение 10 мин, затем охлаждали на воздухе до комнатной температуры. Получают образец, который содержит пористый металл по всей толщине восстановленного сплава с размером пор порядка 2,5 мкм.

Использование способа получения пористых металлических материалов обеспечивает по сравнению с из-. вестным достижение. любой формы сообщающейся и регулируемой пористости, преимущественно в сплавах на основе благородных металлов и металлов, образующих при окислении летучие окислы,