燒（shāo）結金屬多孔材（cái）料是一類（lèi）具有特殊性能的功能材料，其特點是內部含有大量連通或半（bàn）連通的孔隙;因其比表麵（miàn）積大（dà）可（kě）作為過濾材料（liào），廣泛應（yīng）用於冶金機械、石油化工、能源環保、原子能（néng）等工業領域（yù），近些年來發展很快。隨（suí）著（zhe）所（suǒ）應用的領域擴展到高溫和腐蝕性環境（jìng），就要求所用的金屬多孔材料具有高溫抗氧化、抗腐蝕等（děng）性能。Ni-Cr-Al-Fe多（duō）孔材料（liào）是近年發展起來的典型材料，它在（zài）高溫下具有（yǒu）突出（chū）的耐高溫、抗氧（yǎng）化、耐腐（fǔ）蝕性能，特別是耐硫腐蝕性能（néng）優於Fe3Al，且高溫力（lì）學性能優異，在850℃下，其屈服強度是多孔Fe3Al的10倍，同時（shí）又具有很（hěn）好的焊接性能。　　

　但是，由於原（yuán）料鎳（niè）的成本較高，能否用一種耐氧化、抗腐蝕的鐵基高溫合金代替（tì）鎳製備（bèi）多孔（kǒng）材料（liào），以降低（dī）製備成本，就成為該領域的一個新課題。我國中南大（dà）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，利用克根達耳效應和Fe、Al反應造孔製備出了鐵基高溫合金（jīn）多孔材料。他們將鐵粉和鋁粉按原子比（bǐ）為3：1的配（pèi）比配（pèi）粉，然後進行球磨，球料比為5：1，球（qiú）磨8小（xiǎo）時後得到Fe/Al混合粉。向Fe-14Cr-3W-0.5Ti-0.5Y(質量分（fèn）數)合金粉中（zhōng）加入（rù）一定量的的Fe/Al混合粉（fěn），在400 MPa的（de）壓力下壓製成壓坯（pī）。真空封管後放入箱式（shì）爐中，以15℃/min的升溫速率升（shēng）至600℃，保溫（wēn）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。

 

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

 

　　傳統粉末冶金燒結製備的多孔材料，其（qí）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（zhè）種方法製備出來的多孔材料存在孔結構的可控性較差，造孔劑的添加與（yǔ）脫除易造成材料（liào）和環境汙染等缺點。中南大學所采用的製備方法則（zé）有所不同，其孔隙的產生有多（duō）方麵的機製：(1)試樣在壓製過程中，顆（kē）粒間（jiān）存在許多孔隙;(2)隨著燒結溫度的升高，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（dá）到580℃時，發生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放熱（rè）反應，並導（dǎo）致體（tǐ）係膨脹使孔隙增（zēng）加。釋放的熱量還會導致（zhì）反應（yīng）體係溫度升高，在靠近Fe、Al反應界麵處的Al會發生局部熔化，液態鋁包裹（guǒ）Fe顆粒並與其發生反應;液態鋁的流走，會在Al顆粒原有位置產生（shēng）孔隙。另外，Fe/Al混合粉末的加入阻礙了Fe-Cr合金粉末（mò）燒結致密化，這也是孔隙率增加的原因之一。鐵基高溫合金多孔材料中的大（dà）部分孔隙在生成物顆粒之間產生，多孔體骨架（jià）由生成物顆（kē）粒構成，顆粒之（zhī）間的界限可構成一個相互連接的網絡。一定量Al的存在，可在原本相互連接的（de）顆粒界（jiè）限上（shàng）實現孔隙的連通。當加入15% Fe/Al混合粉末時，可（kě）得到最（zuì）大數量的孔（kǒng）隙。