CN104975236A - 金属网以及金属网的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属网，其包含基材，且基材至少包含重量百分比为30%～80%的铁；重量百分比为5%～30%的铬；重量百分比为2%～8%的镍；重量百分比为0.5%～2%的锰；以及重量百分比为3%～50%的铂。其中，基材的厚度为0.1～5微米，且基材的表面包含有多个孔隙，这些孔隙的孔径为5～200纳米，其中孔隙的孔壁上暴露出铂。本发明还涉及一种金属网的制造方法。本发明的金属网既具有不锈钢抗腐蚀与抗氧化的能力，又具有良好的导电性。

Description

金属网以及金属网的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种金属网以及金属网的制造方法，特别是有关于具有纳米级孔隙的金属网及其制造方法。

背景技术

冶金学为一种利用加工方法制成具有一定性质的金属材料的学问。冶金学历史悠久并一路延续到现代，其中提炼出具有可抗腐蚀、抗氧化又具有极佳导电性的合金材料为现代工业工程中一项重要的研究课题。

合金材料中的不锈钢可达到抗腐蚀与抗氧化的能力，但不锈钢的导电性通常不如铜、铝等金属材料高。然而，一般具有良好导电性的铜、铝等金属材料虽容易取得但却也容易氧化，若利用金、或银等材料当导体则成本过高，不符合经济效益。

发明内容

本揭示内容的一个方面在于提供一种金属网，其具有不锈钢抗腐蚀与抗氧化的能力，又具有良好的导电性。

依据本揭示内容的一实施例，一种金属网的制造方法包含以下步骤：(a)提供一第一合金，该第一合金包含重量百分比为60%～80%的铁、重量百分比为10%～30%的铬、重量百分比为4%～8%的镍以及重量百分比为1%～2%的锰；(b)提供铂金属；(c)在第一温度下熔融铂金属与第一合金，并均匀混合铂金属与第一合金，以形成第二合金，其中第二合金中包含重量百分比为3%～50%的铂；(d)将第二合金从第一温度下降至第二温度；(e)在第二温度下重复施加第一压力于第二合金；(f)将第二合金从第二温度升温至第三温度，第三温度介于第二温度与第一温度之间，并维持预定时间；(h)将第二合金从第三温度降温至第二温度，并重复施加第一压力于第二合金；(i)依序重复步骤(f)与步骤(h)第一预定次数，直到第二合金被重复施加的第一压力薄化至0.5厘米的厚度；(j)利用压延机重复施加第二压力于第二合金，接着进行步骤(f)；(k)将第二合金从第三温度降温至第二温度；以及(l)依序重复步骤(j)、(f)以及(k)第二预定次数，直到第二合金具有0.1微米到5微米的厚度，并且第二合金的表面具有孔径为5纳米到200纳米之间的孔隙。

依据本揭示内容的另一实施例，提供一种金属网，其包含基材，且基材至少包含重量百分比为30%～80%的铁；重量百分比为5%～30%的铬；重量百分比为2%～8%的镍；重量百分比为0.5%～2%的锰；以及重量百分比为3%～50%的铂。其中，基材的厚度为0.1～5微米，且基材的表面包含有多个孔隙，此些孔隙的孔径为5～200纳米，其中孔隙的孔壁上暴露出铂。

综上所述，以上所揭露的金属网为不锈钢与铂所形成的合金，上述实施例的制作方法所制成的金属网，其表面可具有多个纳米等级的孔隙，使得电子流得以在这些纳米等级的孔隙中流通，可增加金属网的导电性。并且，上述实施例的金属网又同时保有不锈钢抗腐蚀与抗氧化的特性。

附图说明

为让本揭示内容及其优点更明显易懂，所附附图的说明参考如下：

图1是绘示本揭示内容一实施例的金属网剖视图；

图2是绘示本揭示内容一实施例的金属网正视图；

图3是绘示本揭示内容另一实施例的金属网剖视图；

图4是绘示本揭示内容一实施例的金属网的制造方法的流程图；

其中，符号说明

10、20：金属网    100：基材

101、201：孔隙    102：孔壁

103、203：表面    110：铁

120：铬         130：镍

140：锰         150：铂

250：铂金属层    L：厚度

W1、W2：孔径    S101～S112：步骤流程。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实述上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单的示意的方式绘示之。

本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”是用以修饰任何可些微变化的数量，但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明，则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰的数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内，较佳地是于百分之十以内，而更佳地则是于百分五之以内。

合金材料中，合金的选用、加工成形的方式以及热处理的应用，可决定合金本身的强度、延展性、导电性、韧度、硬度或是抗腐蚀的能力。举例而言，合金中不同金属之间的键结能力可能会影响到合金本身的的韧度，键结能力越强，则韧度越低，因此有时需要适时的利用热处理打破金属之间过强的键结力。热处理可包含有退火、析出硬化、淬火及回火等技术，其可调整金属本身的延展性与韧度，在现代合金材料的制造过程中为一种常见的步骤。本揭示内容所提出的金属网以及金属网的制造方法可为利用上述自然法则的技术思想的创作。本揭示内容可藉由选择适当的合金材料与金属材料，经由熔融混合均匀后，再经过热处理锻造出具有高导电性、抗腐蚀、抗氧化并且具有良好韧度的不锈钢的金属网。

请先参考图1至图2，图1是绘示本揭示内容一实施例的金属网剖视图，图2是绘示本揭示内容一实施例的金属网正视放大图。如图所示，金属网10包含有基材100。基材100包含有重量百分比为30%～80%的铁110、重量百分比为5%～30%的铬120、重量百分比为2%～8%的镍130、重量百分比为0.5%～2%的锰140以及重量百分比为3%～50%的铂150。需说明的是，附图中的标号所标示的图案并不代表铁110、铬120、镍130、锰140以及铂150真实的排列或位置关系，且实际情况下这些金属粒子是肉眼不可见的，图中的标号所标示的图案仅是大略绘示出铁110、铬120、镍130、锰140以及铂150之间的数量比例关系。

值得一提的是，在本实施例中，金属网10的基材100的厚度L可为0.1～5微米。若基材100的厚度L小于0.1微米，则基材100较容易受到外在无法预期的力量而损毁，例如被刮破等。若基材100的厚度大于5微米，则弹性较差。在一较佳实施例中，金属网10的基材100的厚度L可为5微米，以维持较佳弹性与韧性。

请一并参考图1与图2，在本实施例中，基材100的表面103包含有多个孔隙101，孔隙101的孔径W1可为5纳米到200纳米，其中孔隙101的孔壁102上是暴露出铂150。换言之，若从正面观看基材100的表面103正向观看这些孔隙101，则可以看到金属铂150突出于孔壁102。在一较佳实施例中，孔隙101的孔径W1可为30纳米到50纳米，且基材100中可包含有重量百分比为3%～4%的铂150，孔径W1的开口可大略成四方形，且四个角落成现弧状。如此一来，本实施例的金属网10藉由其基材100表面103的多个孔隙101，使得基材101可成为良好的导电体。在一具体应用中，基材100可藉由不锈钢与铂150熔融制成，其中不锈钢的型号可为ST304或ST516，但不以此为限。

接着，请参考图3，其是绘示本揭示内容另一实施例的金属网剖视图。如图所示，本实施例的金属网20可直接将为不锈钢的基材200拉伸以薄化至只有约为5微米厚度，使得不锈钢的基材200的表面203出现有多个孔隙201。在本实施例中，孔隙201的孔径W2平均大于50纳米。接着，再于基材200的表面203电镀上铂金属层250。使得原本的不锈钢的基材200增加其导电性。

接着，请参考图4，其是绘示本揭示内容一实施例的金属网的制造方法的流程图。如图所示，首先，进行步骤S101，提供第一合金。此第一合金包含重量百分比为60%～80%的铁、重量百分比为10%～30%的铬、重量百分比为4%～8%的镍以及重量百分比为1%～2%的锰。在部分实施例中，第一合金可为不锈钢，但不以此为限。在具体应用时，第一合金可为型号为ST340或ST516的不锈钢，但不以此为限。

接着，进行步骤S102，提供铂金属。在一实施例中，铂金属可由化学方法精炼而得。接着，在步骤S103中，升温至第一温度而熔融第一合金与金属铂。并进行步骤S104，均匀混合第一合金与金属铂，以形成第二合金。在一实施例中，第一温度介于一万度至两万度之间。在此温度下，第一合金与铂都被高热液化，此时可以均匀的将第一合金与铂混合。在部分实施例中，第二合金中可包含有3%～50%的铂。在一较佳实施例中，第二合金中包含重量百分比为3%～4%的铂。

接着，进行步骤S105，将第二合金从第一温度下降至第二温度。在一实施例中，可利用退火的程序将第二合金从第一温度缓慢下降至第二温度，以使得第二合金内部的各类金属可重新结晶与成长。在一实施例中，第二温度可约为200～800度。在具体应用时，更精准的温度范围会随着第二合金内的金属成分不同而有所变化。第二温度的范围大小主要是让第二合金可具有较佳的延展性与韧性，以使得第二合金得以进行其它的冷加工。

接着，进行步骤S106，在第二温度下重复施加第一压力于第二合金。在一实施例中，施加第二压力的方法可为机器敲打，但不以此为限。在具体应用时，施加第二压力的方法也可以人工敲打取代。施加第二压力于第二合金的主要目的是要薄化第二合金，其中薄化的过程不可操之过急，在目视的情况下发觉第二合金有变薄的迹象需接着进行步骤S108，将第二合金从第二温度升温至第三温度，并维持一预定时间。在一实施例中，第三温度介于第二温度与第一温度之间。更具体而言，第三温度约为900～1200度。在实际应用时，可利用回火的程序将第二合金从第二温度升温至第三温度，并持续1～2个小时。回火的目的主要是要让第二合金在薄化后可进一步的稳定第二合金内形状与尺寸，并让被破坏的金属结晶重新排列。

接着，进行步骤S109，将第二合金从第三温度降温至第二温度，并进行步骤S106，重复施加第一压力于第二合金，以使得第二合金可再进一步被薄化。在本实施例中，需依序重复步骤S108、S109以及S106，并且在进行完步骤S106后，可先进行步骤S107，判断第二合金是否已薄化至0.5厘米的厚度。若第二合金尚未被薄化至0.5厘米的厚度，则需再重复步骤S108、S109以及S106。在具体应用时，步骤S108、S109以及S106重复的一第一预定次数可约为20～27次。当第二合金已被薄化至0.5厘米的厚度时，则可进行步骤S110，利用压延机重复施加第二压力于第二合金。

进行步骤S110的目的是为了要将第二合金进一步薄化到5微米以下的厚度。因此，进行完步骤S110后，可先进行步骤S111，判断第二合金是否被压合至0.1～5微米的厚度。若第二合金尚未被压合至0.1～5微米的厚度，则依序进行步骤S108以及步骤S109。亦即，在具体实施例中，需再进行回火与退火的热处理程序。并且，重复步骤S110、S108以及S109，以使得第二合金可低于至少5微米的目标厚度。其中，在一实施例中，重复的第二预定次数可约介于3～8次之间。换句话说，在一实施例中，第一预定次数与第二预定次数的总合约介于25～35次之间。也就是说，在一实施例中，第二合金总共需进行退火与回火的次数约介于25～35次之间。在一较佳实施例中，第二合金所进行的退火与回火的次数约为30次。

在进行完步骤S111时，若判断第二合金以被压合至1～5微米的厚度，则可进行步骤S112，判断第二合金的表面是否具有孔径为5纳米到200纳米之间的孔隙。若第二合金已具有5纳米到200纳米之间的孔隙，则可结束金属网的制程，若第二合金尚未具有5纳米到200纳米，则回复到步骤S108，并接着进行步骤S109以及步骤S110，以使得金属网可达到所预期的纳米级孔隙，以完成金属网的制作。在一较佳实施例中，第二合金的表面可具有孔径为30～50纳米的孔隙，并且在SEM电子显微镜下，可观测到铂暴露于孔隙的孔壁上，此时金属网可具有较佳的导电性。

综上所述，藉由上述制程所形成的金属网，其可具有不锈钢抗腐蚀与抗氧化的能力，且因为不锈钢金属网的表面距有多个纳米级的孔隙，使得电子得以在这些孔隙中流通，可增加金属网本身的导电性。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种金属网的制造方法，包含以下步骤：

(a)提供第一合金，该第一合金包含重量百分比为60%～80%的铁、重量百分比为10%～30%的铬、重量百分比为4%～8%的镍以及重量百分比为1%～2%的锰；

(b)提供铂金属；

(c)在第一温度下熔融该铂金属与该第一合金，并均匀混合该铂金属与该第一合金，以形成第二合金，其中该第二合金中包含重量百分比为3%～50%的铂；

(d)将该第二合金从第一温度下降至第二温度；

(e)在第二温度下重复施加第一压力于该第二合金；

(f)将该第二合金从第二温度升温至第三温度，第三温度介于第二温度与第一温度之间，并维持一预定时间；

(h)将该第二合金从第三温度降温至第二温度，并重复施加第一压力于该第二合金；

(i)依序重复步骤(f)与步骤(h)第一预定次数，直到该第二合金被重复施加的第一压力薄化至0.5厘米的厚度；

(j)利用压延机重复施加第二压力于该第二合金，接着进行步骤(f)；

(k)将该第二合金从该第三温度降温至该第二温度；以及

(l)依序重复步骤(j)、(f)以及(k)第二预定次数，直到该第二合金具有0.1微米到5微米的厚度，并且该第二合金的表面具有孔径为5纳米到200纳米之间的孔隙。

2.如权利要求1所述的金属网的制造方法，其中该第一预定次数与该第二预定次数的总和为25～35次。

3.如权利要求2所述的金属网的制造方法，其中该第一温度介于一万度至两万度之间。

4.如权利要求3所述的金属网的制造方法，其中该第二温度为200～800度。

5.如权利要求4所述的金属网的制造方法，其中该第三温度为900～1200度。

6.如权利要求1所述的金属网的制造方法，其中该第二合金中包含重量百分比为3%～4%的铂。

7.如权利要求1所述的金属网的制造方法，其中该第二合金的表面具有孔径为30～50纳米的孔隙。

8.一种金属网，包含一基材，该基材至少包含：

重量百分比为30%～80%的铁；

重量百分比为5%～30%的铬；

重量百分比为2%～8%的镍；

重量百分比为0.5%～2%的锰；以及

重量百分比为3%～50%的铂；

其中，该基材的厚度为0.1～5微米，且该基材的表面包含有多个孔隙，该些孔隙的孔径为5～200纳米，其中该孔隙的孔壁上暴露出铂。

9.如权利要求8所述的金属网，其中所述孔隙的孔径为30～50纳米，该基材的厚度为5微米。

10.如权利要求9所述的金属网，其中该基材中包含重量百分比为3%～4%的铂。