Kupferschaum

Kupferschaum ist ein neuartiges Multifunktionsmaterial mit einer großen Anzahl verbundener oder getrennter Löcher, die gleichmäßig in einer Kupfermatrix verteilt sind. Kupferschaum weist eine gute Leitfähigkeit und Duktilität auf. Die Herstellungskosten sind niedriger als bei Nickelschaum, und die Leitfähigkeit ist besser. Daher eignet er sich zur Herstellung von negativen Elektrodenmaterialien (Trägermaterialien) für Batterien, Katalysatorträgern und elektromagnetischen Abschirmmaterialien. Insbesondere wird Kupferschaum in Batterien als Elektrodensubstratmaterial verwendet und bietet einige offensichtliche Vorteile. Aufgrund der Korrosionsbeständigkeit von Kupfer ist er jedoch nicht so gut wie Nickel, was einige seiner Anwendungen einschränkt.

Zubereitung

Polyurethanschaum als Substrat, Vorbehandlung, chemische Abscheidung, galvanische Abscheidung und Verbrennung sowie thermischer Reduktionsprozess, um eine gleichmäßig verteilte dreidimensionale Netzporenstruktur, einen hohen Porenanteil (> 95 %) und eine gewisse Zugfestigkeit des Kupferschaummaterials herzustellen.

Elektrolytisches Kupferpulver und NaCl-Partikel werden als Rohmaterialien verwendet. Zur Herstellung von Kupferschaum mit Durchgangslöchern wird eine Desolvatisierungstechnologie verwendet. Die NaCl-Partikel, das elektrolytische Kupferpulver und die Additive werden gleichmäßig vermischt und zu einem Block gepresst. Im Sinterofen wird unter einer Gasatmosphäre gesintert. Die erhaltenen Teile werden in ein Gerät mit zirkulierendem Warmwasser gelegt, um die NaCl-Partikel aufzulösen. Anschließend werden sie in einem Ultraschallwasserbad gewaschen und mit Aceton gereinigt und schließlich getrocknet. So entsteht ein Kupferschaummaterial mit einer dreidimensionalen, miteinander verbundenen räumlichen Netzwerkstruktur. Das dreidimensionale, miteinander verbundene räumliche Netzwerk besteht aus offenen Poren, einer Porosität von 50–81 %, einer durchschnittlichen Porengröße von 0,2–4 mm und mikroskopisch kleinen Poren in der Matrix der Kupferschaum-Produkte mit Durchgangslöchern.

Das Kupferschaummaterial mit gleichmäßiger Dicke, hoher Porosität und bestimmter Zugfestigkeit wird durch chemische Vorbeschichtung, galvanische Abscheidung und Wärmebehandlung hergestellt.

Anwendungsfelder

Kupferschaum ist ein neuartiger Funktionswerkstoff, der vor allem in folgenden Bereichen Anwendung findet.

1. Elektrodenmaterialien: Dank seiner hervorragenden Leitfähigkeit eignet sich Kupferschaum für den breiten Einsatz in Nickel-Zink-Batterien, Doppelschichtkondensatoren und anderen neuen Elektrodengerüstmaterialien für Batterien. Zahlreiche Hersteller von Nickel-Zink-Batterien haben Kupferschaum bereits in der Serienproduktion eingesetzt. Gleichzeitig wird erwartet, dass die Verwendung von Kupferschaum als Elektrodenkollektor für Doppelschichtkondensatoren an Popularität und Anwendung gewinnt. Darüber hinaus bietet Kupferschaum als Elektrodenmaterial für die elektrolytische Rückgewinnung von kupferhaltigem Abwasser breite Anwendungsmöglichkeiten.

2. Katalysator: Bei vielen organischen chemischen Reaktionen wird versucht, anstelle von perforiertem Kupfer direkt Kupferschaum mit großer Oberfläche als Katalysator für chemische Reaktionen zu verwenden. Auch die Verwendung von Kupferschaum als Träger für die photokatalytische Luftreinigung ist erfolgreicher.

3. Wärmeleitfähige Materialien: Kupferschaum hat eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, was ihn zu einem flammhemmenden Material mit hervorragender Leistung macht. Viele moderne Feuerlöschgeräte im Ausland finden Anwendung, insbesondere als Flammenisolationsgeräte mit hervorragenden Ergebnissen. Darüber hinaus nutzen die Menschen die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und scheinbare Durchlässigkeit von Kupferschaum für die Herstellung von Motoren, Elektrogeräten und Wärmeableitungsmaterialien.

4. Dämpfungs- und Abschirmmaterialien: Schallwellen werden auf der Oberfläche des Kupferschaums diffus reflektiert und durch die Ausdehnung der Dämpfung, mikroporöse Dämpfung und andere Prinzipien wird der Dämpfungseffekt erreicht. Die Abschirmleistung von Kupfer und Silber kommt der Leistung elektromagnetischer Abschirmmaterialien nahe.

5. Filtermaterialien: Die hervorragenden Struktureigenschaften und die grundsätzliche Unbedenklichkeit von Kupferschaumprodukten für den menschlichen Körper werden auch erfolgreich als medizinische Filtermaterialien eingesetzt. Gleichzeitig hat Kupferschaum auch in der Anwendung in Wasseraufbereitungsgeräten eine bessere Zukunft.

6. Flüssigkeitsdruckpuffermaterial: Kupferschaum auf der Flüssigkeitsdispersion und Pufferwirkung, so dass es als eine Vielzahl von Druckmessgeräten zur Druckreduzierung Schutzvorrichtung, mit hervorragenden Ergebnissen.