燒結金屬多孔材料是一類具有特殊性能的功能材（cái）料，其特點是（shì）內部含有大量連通或半連（lián）通的孔隙;因其比表麵積大可作為過濾材料，廣泛應用於冶金（jīn）機（jī）械、石油化工、能源環保、原子能等（děng）工業領域，近些年來發展很快。隨著（zhe）所應用的領域擴（kuò）展到（dào）高溫和腐蝕性環境，就要求所用的金屬多孔材料具有高溫抗氧（yǎng）化、抗腐蝕（shí）等性能。Ni-Cr-Al-Fe多孔材（cái）料是近年（nián）發展起來的典型材料，它在高（gāo）溫下具有突出（chū）的（de）耐高溫、抗（kàng）氧化、耐腐蝕性能（néng），特別是耐硫腐蝕性能優於Fe3Al，且高溫力（lì）學性能優異，在850℃下，其屈服（fú）強度是多孔Fe3Al的（de）10倍，同時又具有很（hěn）好的焊接性能。　　

 

　　但是，由於原料鎳的成本較高，能否用一種耐氧化、抗腐蝕的鐵基高溫（wēn）合（hé）金（jīn）代替鎳製備多孔材（cái）料，以降低製備成本，就成為該領域的一個新課題。我國中南大學粉末冶（yě）金國家重（chóng）點實驗室，以（yǐ）Fe-Cr-W-Ti-Y合（hé）金粉末為原料，添加Fe/Al球（qiú）磨混合粉末，利用克根達耳效應和Fe、Al反（fǎn）應造孔製備出（chū）了鐵基高（gāo）溫合金多（duō）孔材料。他們將鐵粉（fěn）和鋁粉按原子比為3：1的配比配粉，然後進行球磨，球（qiú）料比為5：1，球（qiú）磨8小時後得到Fe/Al混合粉。向Fe-14Cr-3W-0.5Ti-0.5Y(質量分數)合金粉中加入一定（dìng）量的的Fe/Al混合粉（fěn），在400 MPa的壓力下壓製成壓坯。真空封管後放（fàng）入箱式爐中，以15℃/min的升（shēng）溫速率升至600℃，保溫一定時間，然後以相同的升（shēng）溫速率再升至1000℃，保溫至燒結完成。

 

　　試驗證明，Fe/Al混合粉含量小於（yú）15%時，燒（shāo）結坯的開孔隙率隨Fe/Al混合粉含量增加（jiā）而遞增;在Fe/Al混合粉含量達到15%時，開孔隙率達到最大值33%。繼續增加Fe/Al混合粉含量反而使燒結坯的（de）開孔隙率下降。

 

　　傳（chuán）統粉末冶金燒結製備的多（duō）孔材料，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（bèi）出來的多孔（kǒng）材料存（cún）在孔結構的可控性較差，造孔劑的添加與脫除易造成材料和環境汙染等缺點。中（zhōng）南大學所采用的製備方法則有所不同，其孔隙的（de）產生有多方麵的機製：(1)試（shì）樣在壓製（zhì）過（guò）程中，顆粒間存在許多孔隙;(2)隨著燒結溫度的升高，在固態下，由（yóu）於Fe與Al本征擴散係數的差（chà）異引（yǐn）起克根達耳效應（yīng）而產生孔隙;(3)在溫度達到580℃時，發（fā）生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放熱反應，並導致體係（xì）膨脹使孔隙（xì）增加。釋放的熱量還會導致反應體係溫度升高，在靠近Fe、Al反（fǎn）應界麵處的（de）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（lì）原有位置產生孔隙。另外，Fe/Al混合粉末的加（jiā）入阻（zǔ）礙了（le）Fe-Cr合金粉（fěn）末（mò）燒結（jié）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孔隙在生成物顆粒之間產生（shēng），多孔體骨架由生成物顆（kē）粒構成，顆粒之間的界限可構成一個相（xiàng）互連接的網絡。一定量Al的存在，可在原本相互連接的顆粒界（jiè）限（xiàn）上實（shí）現孔（kǒng）隙的連通。當加入15% Fe/Al混合粉末時，可得到最大數量的孔隙（xì）。