燒結（jié）金屬多（duō）孔材（cái）料是一類具有特殊性能的（de）功能材料，其特（tè）點是（shì）內部含有大量（liàng）連通或半連通的孔隙;因其比（bǐ）表（biǎo）麵積大可（kě）作為過濾材（cái）料，廣泛應用於冶（yě）金機械、石油化工、能源環保（bǎo）、原子能等工業領域，近些年來發展很快。隨著所應用的（de）領域擴展到高溫和腐蝕性環（huán）境，就要求所用的金屬多孔材料具有高溫抗氧化、抗腐蝕等性能。Ni-Cr-Al-Fe多孔材料是近年發展起來的（de）典型材料，它在高溫下具有突出的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕性能，特別是耐硫腐（fǔ）蝕性能（néng）優於（yú）Fe3Al，且高溫力學性（xìng）能優異，在850℃下，其屈服強（qiáng）度是多孔Fe3Al的10倍，同時又具有很好的焊接性能（néng）。　　

　但是，由於原料鎳的成本較（jiào）高（gāo），能否用一種耐氧化、抗腐蝕的鐵基高溫合金代替鎳製備多孔材料，以降低製備成本，就成為該領（lǐng）域的一（yī）個新課題。我國中南大學粉末（mò）冶金國（guó）家重點實驗室（shì），以（yǐ）Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉末（mò）為原料，添加Fe/Al球磨混合粉末，利（lì）用克根達耳（ěr）效應和Fe、Al反應造孔製備出了鐵基（jī）高溫合金多孔材料。他（tā）們將鐵粉和鋁粉按原子比為3：1的配比配粉，然後進行球磨，球（qiú）料（liào）比為（wéi）5：1，球磨8小時後得到Fe/Al混合粉（fěn）。向Fe-14Cr-3W-0.5Ti-0.5Y(質量分數)合金粉中加入（rù）一定量的的Fe/Al混合粉，在400 MPa的壓力下壓製（zhì）成壓坯。真空封管後（hòu）放入箱式爐中，以15℃/min的升溫速率升至600℃，保溫一定（dìng）時間，然後以相同的升溫速率再升至1000℃，保溫（wēn）至燒結完成。

 

　　試驗證明，Fe/Al混合粉（fěn）含量小於15%時，燒結坯的開孔隙率（lǜ）隨Fe/Al混（hún）合粉含量增加而遞增;在Fe/Al混合粉含量達到15%時，開（kāi）孔隙率達到（dào）最大值33%。繼續增加Fe/Al混合（hé）粉含量反而使燒結坯的開孔隙率下（xià）降。

 

　　傳統粉末冶（yě）金燒結製備的多孔（kǒng）材料，其孔隙主要是通過原料粉末間隙以及預置造孔劑（jì）的脫除而形成。這種方法製備出來的多孔材料存在孔結構的可控（kòng）性較差，造孔劑的（de）添加與脫除易造成材料（liào）和（hé）環境汙（wū）染等缺點。中南大學所（suǒ）采用的（de）製備方法則（zé）有所不同，其孔隙的產（chǎn）生有多方麵（miàn）的機製：(1)試樣在壓製過程（chéng）中，顆粒間（jiān）存在許多孔隙;(2)隨（suí）著燒結溫（wēn）度的升高（gāo），在固態下，由於Fe與Al本征擴散係數的差（chà）異引起克根達耳效應而產生孔隙;(3)在溫度（dù）達到580℃時，發（fā）生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放熱反應，並導致體係膨脹使孔（kǒng）隙增加。釋放（fàng）的熱量還會（huì）導致反應體係溫（wēn）度升高，在靠近Fe、Al反應界麵處的Al會發生局（jú）部熔化，液態鋁包裹Fe顆粒並與其發生反應（yīng）;液態鋁的（de）流（liú）走，會在Al顆粒原有位置產（chǎn）生孔（kǒng）隙。另外，Fe/Al混合粉末的加入阻礙了Fe-Cr合金粉末燒結致密（mì）化，這也是孔隙率增加的原因之一。鐵基高（gāo）溫合金多孔材料中的大部分（fèn）孔隙在生成物顆粒之間產生，多孔體骨架由（yóu）生成物顆粒構成，顆粒之間的界限可構成一個相互連接（jiē）的網絡。一定量Al的存在，可在原本相互連接的顆粒界限上實現孔隙的（de）連通。當加入15% Fe/Al混合粉末時，可得到最（zuì）大數量的（de）孔隙。