燒結金屬多孔材料是一類具有特殊性能的功能材料（liào），其特點是內部含有大量連通或半連通的孔隙;因其比表麵積（jī）大可作為過濾材（cái）料，廣（guǎng）泛應用（yòng）於冶金機械（xiè）、石油化工、能源環保（bǎo）、原子能等工業（yè）領域，近些年來發展很快。隨著所（suǒ）應（yīng）用的（de）領域擴展到高溫和腐蝕性環境，就要求所用的金屬多孔材（cái）料具（jù）有（yǒu）高（gāo）溫抗氧化、抗腐蝕等（děng）性能。Ni-Cr-Al-Fe多（duō）孔材料是近（jìn）年發展起來的典（diǎn）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，且高（gāo）溫力學性能優異，在850℃下，其屈服強度是多孔Fe3Al的10倍，同時又具有很好的焊接性能。　　

 

　　但是，由（yóu）於原料（liào）鎳的成本較高，能否用一種耐氧化（huà）、抗腐蝕的鐵基高溫合金代替鎳製備多孔材料，以降低製備成（chéng）本，就成（chéng）為該領域的（de）一個新課題。我國中南大學粉末冶金（jīn）國家重點實驗室，以（yǐ）Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉（fěn）末為原料，添加Fe/Al球磨混合粉（fěn）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多孔（kǒng）材料。他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（mó），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（zhì）量分數)合金粉中加入一定量的的Fe/Al混合粉，在400 MPa的壓力下壓製成壓坯。真空（kōng）封管（guǎn）後放入箱式爐中，以15℃/min的升（shēng）溫速率升至600℃，保溫一定時間，然後（hòu）以相同的升溫（wēn）速率再升至1000℃，保溫至（zhì）燒結完成。

 

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

 

　　傳統粉末冶（yě）金燒結（jié）製備的多孔材料，其孔隙主要是通過原料粉末間隙（xì）以及（jí）預置（zhì）造孔劑的脫除而（ér）形成。這種方法製（zhì）備出來的多孔材料存在（zài）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（rǎn）等缺點。中南大學所（suǒ）采用的製備方法則有所不同，其孔隙的產生有多方麵的機製（zhì）：(1)試樣在壓製過程中，顆粒間存在許多（duō）孔隙;(2)隨著燒結溫度的升高，在（zài）固態下，由（yóu）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放熱反應，並導致體係膨脹使孔隙增加。釋放的熱量還會導致反應體係（xì）溫度升高，在靠（kào）近Fe、Al反應界麵（miàn）處的Al會發生局部熔化，液（yè）態鋁包裹（guǒ）Fe顆粒並（bìng）與其發生反應;液態鋁的流走，會在（zài）Al顆粒原有位置產生孔隙。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（huà），這也是孔隙率增加的原因之一。鐵基高溫（wēn）合金多孔材料中的大部分孔隙在生成物顆粒之間產生，多孔體骨架由生成物顆粒構成（chéng），顆粒之間（jiān）的界限（xiàn）可構（gòu）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顆（kē）粒界限上實現孔隙的連通。當加入15% Fe/Al混合（hé）粉末時，可（kě）得到最大數（shù）量的孔隙。