粉末粒径对Cu-Al多孔材料孔结构的影响

在元素粉末反应制备多孔材料中,原料粉末粒度是影响其多孔结构的主要因素之一。本文通过元素粉末反应合成的方法制备Cu-Al多孔材料,研究原料粉末的粒径对Cu-Al多孔材料孔径、孔隙度、透气度和体积膨胀率等参数的影响。结果表明:Al粉粒径是影响Cu-Al多孔材料最大孔径的主要因素,材料的最大孔径dm与Al粉粒径dp之间严格遵循dm=0.48dp的线性变化规律;Cu粉粒径则对Cu-Al多孔材料最大孔径影响较小。当粉末粒径在48.5μm以上时,粉末粒径的改变对Cu-Al多孔材料的开孔隙度和总孔隙度影响不大。在实验研究范围内,Cu-Al多孔材料的体积膨胀率随粉末粒径的增大而增大;当粉末粒径很小时,Cu-Al多孔材料存在体积收缩的趋势。     

梯度孔径FeAl金属间化合物多孔材料的制备与性能

先以Fe、Al元素粉末为原料,采用偏扩散/反应合成-烧结工艺制备FeAl金属间化合物多孔材料支撑体,再用粉末湿法喷涂技术将羰基Fe-25Al混合粉喷涂于支撑体表面,经过压制和真空烧结,获得具有梯度孔径的FeAl多孔材料。通过XRD、SEM等测试手段对烧结后的支撑体以及孔结构性能进行表征,并研究压制压力对FeAl多孔材料孔结构性能的影响。结果表明,梯度孔径FeAl多孔材料的最大孔径、透气度及开孔隙度都随压制压力升高而减小。但相对于支撑体,涂层压制压力为120 MPa时最大孔径和透气度分别减小76.46%和32.86%,而开孔隙度略有增大。     

添加Cr合金化FeAl金属间化合物多孔材料的制备及性能

在Fe-25%Al金属间化合物成分基础上,添加铬(Cr)元素进行合金化,通过元素偏扩散-反应合成-烧结的方法制备含Cr的铁铝(FeAl)金属间化合物多孔材料,并采用X射线衍射(XRD)分析反应合成过程中的物相变化,采用孔结构测试仪、排水法、弯曲试验和冲击试验研究Cr含量对FeAl金属间化合物多孔材料孔结构和力学性能的影响,通过静态腐蚀实验研究Cr合金化FeAl多孔材料的耐腐蚀性能。结果表明:Cr含量为20%时,制得的FeAl多孔材料物相仍为单一FeAl相;其中,Cr含量为5%~10%时,FeAl多孔材料的强度和韧性值较高;随Cr含量增加,FeAl多孔材料的孔径和孔隙度均增大,材料的氧化和硫化速率显著降低。     

Ni-Al金属间化合物多孔材料的制备

以Ni、Al元素混合粉末为原料,用冷压成形和两阶段固态偏扩散反应烧结法制备Ni-Al金属间化合物多孔材料,系统地研究合金成分、Al粉粒度和烧结温度对孔结构的影响.研究结果表明:随着铝含量增加开孔隙率先缓慢增大而后迅速增大,最大孔径和透气度也随铝含量的增加而增大,开孔隙度则随温度升高增大到一定值后呈减小趋势;随着Al粉粒度增大,最大孔径和透气度都增加,透气度的增加趋势更为显著.     

真空烧结Fe-Al多孔材料的元素挥发及其对孔结构的影响

以Fe、Al元素混合粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应合成—烧结,制备Fe-Al金属间化合物多孔材料。根据烧结前后多孔试样的质量变化,并结合XRD、SEM、EDS等测试手段,对烧结过程中多孔试样基础元素挥发行为及孔结构变化进行研究。结果表明,真空烧结元素粉末制备Fe-Al多孔材料过程中,最终烧结温度为1 000℃、保温4 h时,Fe-Al多孔试样质量损失率为0.05%,而最终烧结温度为1300℃时质量损失率达到10.53%;随着最终烧结温度升高,合金元素沿孔壁表面挥发程度增大,导致Fe-Al多孔试样的孔径、开孔隙率和透气度变大。采用MIEDEMA模型和LANGMUIR方程,对真空烧结过程中的质量损失原因进行理论分析,表明Al的挥发是导致多孔试样的质量和孔结构变化的主要原因。     

碳酸铵造孔制备Ni_3Al金属间化合物多孔材料

通过在Al粉和Ni粉中加入不同含量的(NH4)2CO3共同混合,进行模压成形和分段反应烧结法制备出大通量、性能优良的Ni3Al金属间化合物多孔材料,系统地研究(NH4)2CO3添加量对多孔Ni3Al的物相、孔隙形貌与尺寸、通量、膨胀性能、开孔隙度及力学性能的影响。采用阿基米德法、泡压法和万能试验机,分别研究多孔Ni3Al材料的开孔隙度、孔径、通量和抗拉强度等性能。研究结果表明:随(NH4)2CO3添加量增加,多孔Ni3Al材料的开孔隙度、平均孔径和通量增大,而力学性能降低,孔形貌向疏松且不规则结构发展。(NH4)2CO3的加入可有效地提高多孔Ni3Al的通量。     

金属间化合物Ni3Al的孔隙度与造孔剂含量的关系

以NaCl为造孔剂,在粉末压制压力为600 MPa、烧结温度600℃保温3 h、801℃保温1 h、1 000℃保温1 h的工艺条件下,用元素粉末法制备多孔Ni3Al金属间化合物。研究造孔剂添加量与多孔Ni3Al金属间化合物的孔隙度之间的关系,推导出孔隙度与造孔剂添加量之间的数学关系,在该特定的工艺条件下,Ni3Al的孔隙度θ与NaCl的添加量w之间的关系为1/（1-θ）=1.260 8＋3.9235 8[w/（1-w）]。     

粉末粒度对Ti-35A1多孔材料孔结构的影响

粉末粒度是影响Ti-35Al多孔材料孔结构的主要因素之一.本文采用元素粉末反应合成工艺制备Ti-35Al 多孔材料,在其它制备参数一定的条件下,系统研究Ti/Al元素粉末的粒度与Ti-35Al多孔材料的孔隙度、孔径和透气度等孔结构参数之间的定量关系.结果表明:粉末粒度是决定Ti-A1合金多孔材料最大孔径的主要因素,多孔...     

多孔TiAl金属间化合物的抗热盐酸腐蚀性能

以Ti、Al元素粉末为原料,用粉末冶金法制备Al含量为35%(质量分数)的多孔TiAl金属间化合物.通过腐蚀动力学曲线、孔结构参数与表面形貌变化来研究在90 ℃恒温条件下,多孔TiAl在pH为2和3的盐酸溶液中的耐腐蚀性能,并对多孔TiAl与多孔钛、多孔镍以及多孔不锈钢在pH=2时的耐腐蚀性能进行比较.结果表明,当pH值由3减小到2时,多孔TiAl的耐腐蚀性能略有下降,但仍明显优于其他3种多孔材料.分析认为,多孔TiAl的优良耐蚀性能主要归因于钛铝金属间化合物特殊的键合特征以及Ti、Al元素的强钝化能力.     

FeAl金属间化合物多孔材料高温硫化性能及应用

以Fe/Al元素混合粉末为原料,通过反应合成制备Fe-40%Al(原子分数)金属间化合物多孔材料。于600℃在S2(1×104Pa)+N2的混合气氛中进行高温循环硫化实验,研究FeAl金属间化合物多孔材料的硫化性能以及材料孔结构的稳定性,并与预氧化多孔FeAl、多孔316L不锈钢和多孔Ni进行对比。结果表明,经过152h的循环硫化后,多孔FeAl质量增加1.1%,预氧化多孔FeAl质量增加0.003%,而多孔316L不锈钢和多孔Ni质量分别增加10.24%和52.2%。多孔FeAl材料的最大孔径则从开始的13.9μm缓慢减小至22h的12.9μm,随后保持长时间的稳定状态,而多孔Ni和多孔316L不锈钢的最大孔径分别经历22h和52h硫化腐蚀后降为0。由此说明Fe-40%Al多孔材料的高温抗硫化性能及孔径的稳定性远优于多孔Ni和多孔316L不锈钢。经过预氧化处理的FeAl多孔材料的高温抗硫化性能更加优异。含SO2高温烟气净化试验表明,FeAl滤芯过滤器除尘效率高,工作稳定。     

制备铁基高温合金多孔材料的新方法

向Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉末中添加原子比为3∶1的Fe/Al混合粉末,利用Kirkendall效应和Fe、Al反应造孔制备铁基高温合金多孔材料.研究Fe/Al混合粉末的添加量对Fe-Cr-W-Ti-Y高温多孔材料开孔隙率及孔结构的影响.结果表明,加入Fe/Al混合粉末能显著提高烧结坯的开孔隙率,但并非所加Fe/Al混合粉末含量越多越好,Fe/Al混合粉末质量分数为15％时,烧结坯开孔隙率达到最大值33％.Fe/Al混合粉添加量在15％～45％范围内,随Fe/Al混合粉末含量增加烧结坯的开孔隙率下降.     

Effects of Al content on porous Fe–Al alloys

Abstract

Porous Fe–Al alloys with the nominal composition ranging from Fe–20 wt-%Al to Fe–60 wt-%Al have been fabricated by Fe and Al elemental powder reactive synthesis. The effects of the Al content on the pore properties of resultant porous Fe–Al alloys were systematically studied. It has been found that the volume expansion, the open porosity and the permeability can be manipulated by varying the Al content and that their maximum values are reached at Fe–45 wt-%Al. Their mechanical properties suggest that they are strong enough for the filtration applications.     

Mechanical properties of porous Fe–Al intermetallics

Abstract

The effects of Al content and porosity on the mechanical properties of porous Fe–Al intermetallics, particularly at high temperatures, were determined using scanning electron microscopy, X-ray diffraction and mechanical properties testing. Results show that the optimal mechanical properties are achieved at 20 to 30 wt-%Al content. The tensile and bend strengths decrease with increasing Al content at 35 to 60 wt-%Al content. The quantitative relationship between porosity and strength for porous Fe–Al intermetallics can be described as σ_b?=?181(1?θ)^3.3. The strength of porous Fe–Al intermetallics increases at medium temperature with the increase in temperature from room temperature. The maximum tensile strength (50.2 MPa) is achieved at 600°C, which is almost 36.8% higher than that at room temperature.     

低温烧结制备超细晶FeAl合金及性能的研究

Fe、Al混合粉末经高能球磨后,在560～620℃进行低温烧结。结果表明,低温烧结温度对合金组织有明显的影响,经过12h球磨,在620℃烧结4h,可以得到超细晶FeAl金属间化合物。SEM、AFM和XRD的分析结果表明,晶粒均匀,呈等轴状,大小约为30nm左右。超细晶FeAl金属间化合物的显微硬度较低,断裂为韧窝断口,呈现塑性变形特征。     

Synthesis and characterization of porous Fe–25 wt.% Al alloy with controllable pore structure

Porous Fe–25 wt.% Al alloy is synthesized by reactive synthesis with Fe and Al powders as the raw materials. Various processing parameters such as the final sintering temperature, pressure during cold pressing, and powder size are investigated to control the pore structure of the alloy. It has been shown that the optimal final sintering temperature is around 950–1050°C. When the pressure is higher than 110 MPa, the variation of the pore structure is mainly caused by the change of the pore nature in the as-pressed compact. In addition, the pore structure of porous Fe–25 wt.% Al alloys depends on the size of the raw powders and the weight fraction of different-sized raw powders.     

Reactive sintering in Fe-Co system

Abstract

Low porosity powder metallurgy compacts have been manufactured from treated elemental iron and cobalt powders sintered at 1150°C under an H_2(g) atmosphere. Their microstructures consist of an interconnected mixed oxide network which encapsulates both the iron and cobalt phases. The production technique employed is an innovative process termed reacto-thermitic sintering (RTS), which leads to near full density and near net shape parts utilising conventional uniaxial compaction and mesh belt furnace practices. The RTS technique relies on microscale exothermic reaction between small quantities of added elemental Al and oxides present on the surface of the bulk powder, together with the bulk powder itself. This results in the production of a transient liquid phase which freezes rapidly and consolidates the compact without slumping. In order to generate an interconnected mixed oxide network, experiments were designed such that the Al powder reacts with the cobalt and the surface of the iron powder which is artificially doped with Fe and Cr oxides.

Differential thermal analysis (DTA) and energy balance calculations revealed that the Al and the oxide coating reaction does not proceed directly. Instead the main contribution to the exothermic process is the reaction between Al and Co/Fe. The system does not exhibit true RTS behaviour and the interconnected network of mixed Al, Cr, and Fe oxides is created by subsequent reaction of Co-Al and Fe-Al intermetallics with the artificial Fe-Cr oxide coating on the Fe. The microstructure obtained exhibits negligible porosity with the metallic particles on the whole fully encapsulated by the oxide.     

热浸镀55％Al-Zn镀液中底渣的分析与计算

检测了热浸镀55%Al-Zn镀液的成分和底渣中物相组成,并根据Al-Zn-Si-Fe热力学相图分析了温度对底渣的影响。XRD结果显示,底渣中主要渣相为FeAl3相,另外还含有少量的Al11V;SEM和EDS的结果也证明底渣中主要渣相为FeAl3,并且检测到少量Al-Zn-V-Ce四元金属间化合物。热力学相图分析浸镀温度对Fe在镀液中饱和溶解度的影响表明,随着温度升高,Fe的溶解度也随之增加。当镀液中Fe含量超过该温度下的饱和溶解度时,就以FeAl3的形式从镀液中析出成为底渣。     

CrO_3对SHS重力法制备薄壁管内衬涂层质量的影响

采用SHS重力法,以Al-Fe_2O_3为反应体系,SiO_2、CrO_3为添加剂,对小直径薄壁陶瓷内衬管的制备工艺进行了研究。结果表明:在没有添加CrO_3情况下,陶瓷层中含有Al2O3、Al6Si2O13、Fe Al_2O_4和Fe_2SiO_4等相;添加CrO_3以后,FeAl_2O_4和Fe_2SiO_4衍射峰消失。当CrO_3的添加质量分数为6%时,基体表面出现微熔,与陶瓷层结合最为紧密,涂层与基体的结合界面属于"机械锚固",此时显气孔率出现极小值,致密度最高;而后,随着CrO_3添加量增加,显气孔率逐渐升高,体积密度逐渐下降,当CrO_3添加质量分数为10%时,钢管发生了局部熔穿,获得的涂层气孔较多,结构疏松,质量较差。