本發(fā)明涉及一種泡沫材料及其制備方法，特別是涉及一種耐磨泡沫鎳及其制備方法。

背景技術(shù)：

泡沫鎳是眾多泡沫金屬中重要的一種，一般采用電沉積法制備。用該方法制備的 泡沫鎳呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所有孔隙都是連通的，孔隙率較高。它具有良好的透流體性能、吸 音性能等，因而泡沫鎳可用作金屬過濾器、音響設(shè)備中的揚(yáng)聲器紙盒、脈沖電源等的電波屏 蔽材料等。泡沫鎳能提高電池的性能，應(yīng)用較早；用泡沫鎳增強(qiáng)鋁合金活塞可大大提高活塞 的使用壽命。此外，泡沫鎳在化工設(shè)備中也有很好的應(yīng)用前景。因此，開展泡沫鎳的研制工 作具有重要意義。

目前，電沉積法制備高孔隙率泡沫鎳的專利技術(shù)有很多，其產(chǎn)品主要用于作為 Ni-MH和Ni-Cd電池的電極材料?，F(xiàn)階段電沉積制造多孔金屬材料技術(shù)是致力于追求金屬 的沉積密度和孔隙率的均勻性，但這種材料無法承受較大電流的沖擊，表面層容易磨損，易 造成泡沫鎳材料在使用過程中產(chǎn)生疲勞和斷裂，從而影響到工程結(jié)構(gòu)和器件的壽命與使用安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服多孔泡沫材料尤其是泡沫鎳材料在使用過程中的表面磨損問題， 提供一種耐磨泡沫鎳及其制備方法。

一種耐磨泡沫鎳，其特征在于，所述的鎳泡沫材料是由導(dǎo)電的碳泡沫基底、碳泡沫表面鎳鍍層和表面耐磨層組成；材料內(nèi)部呈現(xiàn)出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由大小不一的不規(guī)則開孔交錯(cuò)連接而成，具有大的比表面積，可填充相變、吸波等多種材料。

本發(fā)明提供一種耐磨泡沫鎳的制備方法，其特征在于包括下述順序的步驟：

(1)加熱、碳化聚氨酯泡沫制備碳泡沫；

(2)將制得的碳泡沫清洗干凈，在鍍液中充分浸漬5?30min ;

(3)以碳泡沫為陰極，純鎳靶為陽極，接通交流電脈沖，在碳泡沫基底上沉積鎳鍍 層，控制鍍層厚度為0.3?3u m，得到泡沫鎳材料；

(4)將上述泡沫鎳放入高濃度的鍍鎳溶液中，并在鍍液中加入適量的粒度為5? 20nm的SiC納米粉，通過磁力攪拌子的快速攪拌和直流穩(wěn)壓電源的高電流，在泡沫鎳表面 快速沉積SiC、Ni晶粒而得到SiC-Ni復(fù)合鍍層；

(5)將陰極泡沫鎳取出，用蒸餾水沖洗干凈并干燥，得到一種耐磨泡沫鎳材料。

所述的碳泡沫基底是通過聚氨酯泡沫加熱碳化而成，具體的工藝過程 分兩步進(jìn)行：先在空氣中，溫度200?280°C，將聚氨酯泡沫加熱；然后在惰性氣氛中、溫度700? 900 °C碳化，制備得到碳泡沫。

所述的碳泡沫表面鎳鍍層是通過電鍍的方法，以制得的碳泡沫為陰極和基底，99.99%的純鎳靶為陽極，硫酸鎳為主鹽，供電電源為交流脈沖電，并于電鍍前將碳泡沫基底在鍍液中充分浸漬5?30min。

所述的表面耐磨層是由致密的SiC-Ni復(fù)合鍍層所構(gòu)成，制備方法是在高濃度的鍍鎳溶液中加入適量的粒度為5?20nm的SiC納米粉，通過磁力攪拌子 的快速攪拌和直流穩(wěn)壓電源的高電流，在泡沫鎳表面快速沉積SiC、Ni晶粒。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是：

①制得的泡沫鎳材料兼具碳材料和金屬鎳的優(yōu)異性能，內(nèi) 部呈現(xiàn)多孔的泡沫結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)量輕、比表面積大的優(yōu)點(diǎn)；

②鍍液中加入SiC納米粉，制得 的SiC-Ni復(fù)合鍍層具有很好的耐磨性能，是純鎳的3?7倍，有效保護(hù)柔軟的泡沫基體，減 緩了材料的磨損，延長了使用壽命；

③泡沫中可填充多種功能材料，有效提高反應(yīng)速率和效 果，如填充PCM相變材料，當(dāng)高溫?zé)嵬ㄟ^表層進(jìn)入泡沫，泡沫因大的比表面積，填充其中的 PCM可快速吸熱；

④采用電鍍的制備方法，工藝簡單，操作簡便，成本低廉。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

實(shí)施例1

(1)制備碳泡沫：先在空氣中、200°C下將聚氨酯泡沫加熱；接著在惰性氣氛中、 900 °C下碳化；從而制備得到碳泡沫。

(2)在碳泡沫上沉積鎳：將制得的碳泡沫清洗干凈，在鍍液中充分浸漬5min _;以制 得的碳泡沫為陰極，99.99%的純鎳為陽極，硫酸鎳為主鹽，通過交流電脈沖，在碳泡沫表面 沉積1 u m的鎳鍍層，得到泡沫鎳材料。

(3)表面耐磨層的制備：將上述泡沫鎳放入高濃度的鍍鎳溶液中，并在鍍液中加 入適量的粒度為10nm的SiC納米粉，通過磁力攪拌子的快速攪拌和直流穩(wěn)壓電源的高電 流，在泡沫鎳表面快速沉積SiC、i晶粒而得到SiC-Ni復(fù)合鍍層，控制相關(guān)參數(shù)使鍍層厚度 為 0.1mm。

(4)將表面具有復(fù)合鍍層的泡沫鎳取出，用蒸餾水沖洗干凈并干燥，得到一種耐磨泡沫鎳材料。

上述方法制得的鎳泡沫材料，由導(dǎo)電的碳泡沫基底、碳泡沫表面鎳鍍層和表面耐 磨層所組成。材料內(nèi)部呈現(xiàn)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由大小不一的不規(guī)則開孔交錯(cuò)連接而成。

實(shí)施例 2

(1)制備碳泡沫：先在空氣中、260°C下將聚氨酯泡沫加熱；接著在惰性氣氛中、 850 °C下碳化；從而制備得到碳泡沫。

(2)在碳泡沫上沉積鎳：將制得的碳泡沫清洗干凈，在鍍液中充分浸漬15min _;以 制得的碳泡沫為陰極，99.99%的純鎳為陽極，硫酸鎳為主鹽，通過交流電脈沖，在碳泡沫表 面沉積2 u m的鎳鍍層，得到泡沫鎳材料。

(3)表面耐磨層的制備：將上述泡沫鎳放入高濃度的鍍鎳溶液中，并在鍍液中加 入適量的粒度為20nm的SiC納米粉，通過磁力攪拌子的快速攪拌和直流穩(wěn)壓電源的高電 流，在泡沫鎳表面快速沉積SiC晶粒而得到SiC-Ni復(fù)合鍍層，控制相關(guān)參數(shù)使鍍層厚度 為 0.5mm。

(4)將表面具有復(fù)合鍍層的泡沫鎳取出，用蒸餾水沖洗干凈并干燥，得到一種耐磨泡沫鎳材料。

上述方法制得的鎳泡沫材料，由導(dǎo)電的碳泡沫基底、碳泡沫表面鎳鍍層和表面耐 磨層所組成。材料內(nèi)部呈現(xiàn)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由大小不一的不規(guī)則開孔交錯(cuò)連接而成。

本發(fā)明中，泡沫鎳內(nèi)部呈現(xiàn)出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由大小不一的不規(guī)則孔洞交錯(cuò)連接 而成，具有大的比表面積，可填充相變、吸波等多種材料。該材料以碳泡沫為基底，利用電鍍 金屬鎳層完整地繼承碳泡沫的表面結(jié)構(gòu)，鎳鍍層既有效保護(hù)了碳材料，又在外觀上形成了 一種新的泡沫鎳材料，同時(shí)，利用表面耐磨層大幅度提高材料整體的耐磨性能，延緩相關(guān)零件和工程結(jié)構(gòu)件的使用壽命，是一種具有廣泛發(fā)展前景的高性能多孔泡沫材料。