利用SPS烧结Cu-Al合金去合金化制备多孔铜工艺研究

金属多孔材料由于兼具结构材料和功能材料的特性,在催化、过滤、热交换、燃料电池、传感、储能和生物电化学等方面有着广泛的应用前景,是近些年来的研究热点。目前多孔金属的制备面临着所得材料孔径较大且分布不均的问题,这使其使用场合受到限制。因此,制备孔隙较小且分布均匀的多孔铜具有重要意义。本实验对Cu15Al85、Cu30Al70成分原料进行放电等离子烧结,烧结温度400℃,烧结压力分别为10 MPa、20 MPa和30 MPa,制备出两种Al-Cu合金前驱体。前驱体随后在0.5 mol/L、1.0 mol/L和1.5 mol/L三种不同浓度盐酸中进行去合金化,获得的多孔铜材料成分、形貌、微观结构等利用扫描电子显微镜、能谱仪进行观察和分析。研究表明,Cu15Al85原料粉在30 MPa烧结压力下获得的前驱体外观体积最小,材料最致密,随后的去合金化速率最小;1.5 mol/L的盐酸对Cu-Al前驱体中Al的去除率最高,且表现出最快的腐蚀速度;同一盐酸浓度下去合金化,Cu15Al85比Cu30Al70体现出更低的腐蚀速率,获得孔隙尺寸较大且孔隙率较高的多孔铜。