燒結金屬多孔材料是（shì）一類具有特殊性能的功能材料，其特點是內部含有大（dà）量連（lián）通或半連通的孔隙;因其比表麵積大可作為過（guò）濾材料，廣泛應用於冶金機（jī）械、石油化工、能源環保（bǎo）、原子能等工（gōng）業領（lǐng）域，近些年來發展很快。隨著所應（yīng）用的領域擴展到高溫和腐蝕性環境，就要求（qiú）所用的金屬（shǔ）多孔材料（liào）具有高溫抗氧化、抗腐蝕等性能（néng）。Ni-Cr-Al-Fe多（duō）孔材料是近年發展（zhǎn）起來的典型材料，它在高溫（wēn）下具有突出的耐高溫、抗（kàng）氧（yǎng）化、耐腐蝕性（xìng）能，特別是耐硫（liú）腐（fǔ）蝕性能優於Fe3Al，且（qiě）高溫力學（xué）性能優異，在850℃下，其屈服強度是多孔（kǒng）Fe3Al的10倍，同時（shí）又具（jù）有很好的（de）焊接性能（néng）。　　

 

　　但是，由於（yú）原料（liào）鎳（niè）的成本較高，能否用一種耐氧（yǎng）化（huà）、抗腐蝕的鐵基（jī）高溫合金代替鎳製備多孔材料，以降低製備成本，就成為該領域的一個新課題。我國（guó）中南大學（xué）粉末冶金國家重點實驗室，以Fe-Cr-W-Ti-Y合金（jīn）粉末為原料，添（tiān）加Fe/Al球磨混合粉末，利用克根達耳效應和（hé）Fe、Al反應（yīng）造孔製備出了（le）鐵基（jī）高溫合金多孔材（cái）料（liào）。他們（men）將鐵粉和鋁粉按原子比為3：1的配比配（pèi）粉，然後進（jìn）行球磨，球料比（bǐ）為5：1，球磨8小時（shí）後得到Fe/Al混合粉。向（xiàng）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的壓力下壓製成（chéng）壓坯。真空封管後放入箱式爐中（zhōng），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℃，保溫至燒結完成（chéng）。

 

　　試驗證明，Fe/Al混（hún）合粉含量小於15%時，燒結坯的開孔隙率隨Fe/Al混合粉含量增加而遞增;在Fe/Al混合粉（fěn）含量達（dá）到15%時，開孔隙（xì）率達到最大值33%。繼續增加Fe/Al混（hún）合（hé）粉含量反而使燒結坯的開孔（kǒng）隙率下降。

 

　　傳統粉末冶金燒結製備的（de）多孔材料，其孔隙主（zhǔ）要是通過原料粉末間隙以及（jí）預置造（zào）孔劑的脫除而形（xíng）成。這（zhè）種（zhǒng）方（fāng）法製備（bèi）出來的多孔（kǒng）材料存在孔結構的可（kě）控性較（jiào）差，造孔劑（jì）的添加與脫除易（yì）造成材料和環境汙（wū）染（rǎn）等缺點。中南大學所采用的製備方法則有所不（bú）同，其孔隙的產生有多方麵的機製：(1)試樣在壓製過程中，顆粒（lì）間存（cún）在許多孔隙;(2)隨著燒結溫度的升（shēng）高，在固（gù）態下，由於Fe與（yǔ）Al本征擴散係數的（de）差異引起克根達耳效應而產生孔隙;(3)在（zài）溫（wēn）度達（dá）到580℃時，發生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放熱反應，並導致體係膨脹使孔隙增加。釋放的熱量還會導致反應體係溫度升高，在靠近（jìn）Fe、Al反應界麵處的Al會發生局部熔化，液態鋁包裹Fe顆粒並與其發生反應;液態鋁的流走，會在Al顆粒原有位置（zhì）產生孔隙。另（lìng）外，Fe/Al混合粉末（mò）的加入阻礙了Fe-Cr合金粉末燒結致密化，這（zhè）也是孔隙率增加的（de）原因之一。鐵基高溫（wēn）合金多孔材料中的大部分孔隙在生成（chéng）物顆（kē）粒之間產生，多（duō）孔體骨架由生成物顆粒構成，顆粒之間的（de）界限可構成一個相互連接的網絡。一定量（liàng）Al的存在，可在（zài）原本相互連接的顆粒界限上實現孔（kǒng）隙的連通（tōng）。當加入（rù）15% Fe/Al混合粉末時，可得到最（zuì）大數量的孔隙。