燒結金（jīn）屬多孔材料是一類具有特殊性能的功能材料，其特點是內部含有（yǒu）大（dà）量連通或半連（lián）通的（de）孔隙;因其比表麵積大（dà）可作為過濾（lǜ）材料，廣（guǎng）泛應用於冶（yě）金機械、石油化工、能源環保、原子能等工業領域，近些年來發展很快（kuài）。隨著所應用的領域擴展到高溫和腐蝕性環境（jìng），就要（yào）求所用的金屬多孔材料具有高溫抗氧化、抗腐蝕等性能。Ni-Cr-Al-Fe多孔材料是近年發展起來的（de）典型材料，它在高溫下具有突出（chū）的耐高溫、抗氧（yǎng）化、耐腐蝕性能，特別是耐硫腐蝕性能優於Fe3Al，且（qiě）高溫力學性能優異，在850℃下，其屈服強（qiáng）度是多孔Fe3Al的10倍，同時又具（jù）有很好的焊（hàn）接性能。　　

　但是，由（yóu）於原（yuán）料鎳的成本較高（gāo），能（néng）否（fǒu）用一（yī）種耐氧化、抗腐蝕的鐵基高溫合金（jīn）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（xīn）課題。我國中南大學粉末冶金國（guó）家重點實驗室，以Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉末為原料，添加Fe/Al球磨混合粉末（mò），利用克（kè）根達（dá）耳效應和Fe、Al反應造孔製備出了鐵基高溫合金多孔材（cái）料。他們將鐵粉和鋁粉按原子比（bǐ）為3：1的（de）配比配（pèi）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)合金粉中加（jiā）入一定量的的Fe/Al混（hún）合粉，在（zài）400 MPa的壓力下壓製成壓坯（pī）。真空封管後放入箱式爐中，以15℃/min的升溫（wēn）速率升至600℃，保溫一（yī）定時間，然後以相同的升溫速（sù）率再升至1000℃，保溫至燒結完（wán）成。

 

　　試驗證明，Fe/Al混合粉含量小於15%時，燒結坯的開孔隙率隨Fe/Al混合粉含量增加而（ér）遞（dì）增;在Fe/Al混合粉含量達到15%時（shí），開（kāi）孔隙率達到最大值33%。繼續增加（jiā）Fe/Al混（hún）合（hé）粉（fěn）含量反而使（shǐ）燒結坯的開孔隙率（lǜ）下降。

 

　　傳統粉末冶金燒結製備的多孔材料，其孔隙主要是通（tōng）過（guò）原料粉末間（jiān）隙以（yǐ）及預置造孔劑的脫除而形成。這種方（fāng）法製備出來的多孔材料存在孔結構的可控性較差（chà），造孔劑的添加與脫除易造成材料和環境（jìng）汙（wū）染等缺點。中（zhōng）南（nán）大學所采用的製備方法則有所不同，其孔隙的產生有多方（fāng）麵的機製：(1)試樣在（zài）壓製過程中，顆粒間（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（wēn）度達（dá）到580℃時（shí），發生Fe+Al→Fe2Al5+FeAl+Fe放熱反應，並導致體係膨脹使孔隙增（zēng）加。釋放的熱量還（hái）會導致反應體係溫度升高，在靠近Fe、Al反應界麵處的Al會發生（shēng）局部熔化（huà），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（wèi）置產生孔隙。另外，Fe/Al混合粉末的（de）加入阻礙了（le）Fe-Cr合金粉末燒結（jié）致密化，這也是孔隙率增加的原因（yīn）之一。鐵基高溫合金多孔材料中的大部分孔隙在生成物顆粒（lì）之間產生，多孔體骨架由生成物顆粒構成，顆粒之間的界限可構成一個（gè）相互連接的網絡。一定（dìng）量Al的存在，可在原本相互連接的顆粒界限上實現孔隙的（de）連（lián）通。當加入（rù）15% Fe/Al混合粉末時，可（kě）得到最大數量的（de）孔隙。