燒結金屬多孔材料是一類具有特殊（shū）性能的（de）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（biǎo）麵積大可作為（wéi）過濾材料，廣泛應用（yòng）於冶金機械、石油化工、能源環保、原子能等工業領（lǐng）域，近些年來發展很快。隨著所應用的領域擴展到高溫和腐蝕性環境，就要求所用的金（jīn）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（cái）料是近年發（fā）展起（qǐ）來的典型材料，它在（zài）高溫下具有突出的耐高（gāo）溫、抗氧化（huà）、耐腐蝕性能，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，其屈服強度是（shì）多孔Fe3Al的（de）10倍，同時又具有（yǒu）很好的焊接性能。　　

 

　　但是，由於原料鎳的成本（běn）較高，能否用（yòng）一種耐氧化、抗腐蝕的鐵（tiě）基高溫合金代替鎳製備多孔材料，以降低（dī）製備成本，就成為該領域的（de）一個新課題。我國（guó）中南大學粉末冶金國家重點實驗室，以Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉（fěn）末為原料，添加Fe/Al球磨混合粉末（mò），利用克根達耳效應和Fe、Al反應造（zào）孔製備出了鐵基高溫合金多孔材料。他們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（mó），球料比為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)合金粉中加入一定量的的Fe/Al混合粉，在400 MPa的壓力下壓製成壓（yā）坯。真空封管後（hòu）放入箱式爐中，以15℃/min的升溫速率升至600℃，保溫一定時間，然（rán）後以相同的升溫速率再升至1000℃，保（bǎo）溫至燒結（jié）完成。

 

　　試驗證明，Fe/Al混合粉含量小於15%時，燒結坯（pī）的開孔（kǒng）隙率（lǜ）隨Fe/Al混合粉含量（liàng）增加而遞增;在Fe/Al混（hún）合粉含（hán）量達到15%時，開孔隙率（lǜ）達到最大值33%。繼續增加Fe/Al混合粉含量（liàng）反而使（shǐ）燒結（jié）坯的（de）開孔隙率下降。

 

　　傳（chuán）統粉（fěn）末冶（yě）金燒結製備的多孔材料，其孔隙主要是通（tōng）過原料粉末（mò）間隙以（yǐ）及預置造（zào）孔劑的脫除而形成。這種方法製（zhì）備出來（lái）的多孔材料存（cún）在孔結構的可控性較差，造孔劑的添加與脫除（chú）易造成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（qí）孔隙的產生有多方麵的機製：(1)試樣在壓製過程（chéng）中，顆粒間存在許多孔隙;(2)隨著燒（shāo）結溫度的升高，在固態下，由於Fe與Al本征擴散係數的差異引起克根達耳效應而產生孔隙;(3)在溫度達到580℃時，發生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放（fàng）熱反應，並導（dǎo）致體係膨脹使（shǐ）孔隙增加。釋放的熱量還會導致反應體係（xì）溫度升高，在靠近Fe、Al反應界麵處的Al會（huì）發生局部熔化，液（yè）態鋁包裹Fe顆（kē）粒並與（yǔ）其發生（shēng）反應;液態鋁（lǚ）的流走，會在（zài）Al顆粒原有位置產（chǎn）生孔隙（xì）。另外，Fe/Al混合粉末的加入阻礙了Fe-Cr合金粉末燒結致密化，這也是孔隙（xì）率增加的原因之一。鐵基高溫合金多孔材料中的大部分孔隙在（zài）生成物顆（kē）粒之間產生，多孔（kǒng）體骨架由生成物顆粒構（gòu）成，顆粒之間的界限可（kě）構成一個相互連接的網絡。一定量Al的存在，可在原本相互（hù）連接（jiē）的顆（kē）粒（lì）界限（xiàn）上實現孔隙的連通。當加入15% Fe/Al混合（hé）粉（fěn）末時，可得到（dào）最大數量的孔隙。