燒結金屬多孔材料（liào）是一（yī）類（lèi）具有特（tè）殊性能的功能材料，其特點是內部（bù）含（hán）有大（dà）量連通或半連通的孔隙;因其比表麵積大可作為（wéi）過濾材料，廣泛應用於冶金機械、石油（yóu）化工、能源環保、原子（zǐ）能等工業領域，近些年來發展很快。隨著所應用的領域擴展到高溫和腐（fǔ）蝕性環（huán）境，就要求所用的（de）金屬多孔材料具（jù）有高溫（wēn）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典型材（cái）料，它在高溫下（xià）具有突出的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕性能，特別是耐硫腐蝕性能優於Fe3Al，且高溫力學性能優（yōu）異，在850℃下，其屈服強度是多（duō）孔Fe3Al的10倍（bèi），同（tóng）時又具有很好的焊接性能。　　

　但是，由（yóu）於原料鎳（niè）的成本較高，能否用一種耐氧化、抗腐蝕的（de）鐵基（jī）高溫合金代替鎳製備多孔材料，以降低製（zhì）備成本，就（jiù）成（chéng）為該領域的一（yī）個新課題。我國（guó）中南大學粉末冶（yě）金國家重點實驗室（shì），以Fe-Cr-W-Ti-Y合（hé）金粉（fěn）末為原料，添加Fe/Al球磨（mó）混合粉末，利（lì）用克根達耳效應（yīng）和Fe、Al反應（yīng）造孔製備出了（le）鐵基高溫合金多孔材料。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，球料比為5：1，球磨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（jīn）粉中加入一定（dìng）量的的Fe/Al混合粉，在400 MPa的壓力（lì）下壓製成壓坯。真空封管後放入箱式（shì）爐中（zhōng），以15℃/min的升溫速率升至600℃，保溫一定時間，然後以相同的升溫速率再升至1000℃，保溫至燒結完成。

 

　　試驗證明（míng），Fe/Al混合（hé）粉含量小（xiǎo）於15%時，燒結坯的開孔隙（xì）率隨Fe/Al混合粉含量增加而遞增;在Fe/Al混合粉含量達到15%時，開孔隙率達到最大值33%。繼續（xù）增加Fe/Al混合粉含量反而使燒（shāo）結坯的（de）開（kāi）孔隙率下降。

 

　　傳統粉末（mò）冶金燒結製備的多孔材料（liào），其孔隙主要是通過原料粉末間隙以及預置造孔（kǒng）劑的脫除而形成。這種方法製備出來的多孔材料存在孔結構的可（kě）控性較差，造孔劑（jì）的添加與（yǔ）脫除易造成（chéng）材料和環境汙染等缺點。中南大學所采用的製備方法則有所不同，其孔隙的產生有多（duō）方麵的機製：(1)試樣在壓製過（guò）程中，顆粒間存在許多孔隙;(2)隨著燒（shāo）結溫度的（de）升高，在固態下，由於Fe與（yǔ）Al本征擴散係數的差異引起克（kè）根達耳效應而產（chǎn）生孔隙;(3)在溫度達到（dào）580℃時，發生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放熱反應，並（bìng）導致體（tǐ）係膨脹使孔隙增加。釋放的熱量還會導（dǎo）致反應體係溫度升高，在靠近Fe、Al反應界麵（miàn）處的Al會發生（shēng）局部熔化，液態鋁包裹Fe顆粒並與其發生反應;液態（tài）鋁的（de）流走，會在Al顆粒原有（yǒu）位置產（chǎn）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，這也（yě）是孔隙率增加的原因之一。鐵基高溫合金多孔材（cái）料（liào）中的大部分孔隙在生成物顆粒之間（jiān）產生，多孔體骨架由生成物顆（kē）粒構成，顆粒之間的界限（xiàn）可構成一個相互連接的網絡（luò）。一定量Al的（de）存在，可在原本相互連接的顆粒界限上實現孔隙的連通。當（dāng）加入15% Fe/Al混合粉（fěn）末（mò）時（shí），可得到（dào）最大數量的孔隙。