[發明專利]一種具有梯度孔徑的Ni-Cr-Fe多孔材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710485610.9
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107234236B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 肖逸鋒;曾燦;徐陽;吳靚;許艷飛;錢錦文;桓帥;賀躍輝
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/11
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有梯度孔徑的Ni?Cr?Fe多孔材料及其制備方法。其制備方法是先將粗粒徑和細粒徑的Ni、Cr、Fe機械混合均勻，其質量百分比分別為60~75、18~25、7~15，然后加入硬脂酸造粒、干燥后，再將制得的粗、細粒徑混合料按不同質量百分比混合均勻后，按細粒徑比例粉末依次減少的方式逐層平鋪于模具中模壓冷成型，采用分段式真空無壓燒結的方式燒結得到Ni?Cr?Fe梯度孔徑多孔材料。該方法能耗低，幾乎無污染，孔結構可自主控制。本發明在保證過濾精度和過濾效率的同時具有優良的抗酸堿腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于無機多孔材料領域，具體涉及一種具有梯度孔徑的Ni-Cr-Fe多孔材料及其制備方法。

背景技術

多孔材料的種類有很多，按化學成分可分為無機多孔材料和有機多孔材料，其中，無機多孔材料又可分為金屬多孔材料和非金屬多孔材料。在過濾分離領域，多孔有機高分子材料強度低且不耐高溫，多孔陶瓷則質脆且不抗熱震，因此金屬多孔材料被廣泛應用于石油化工、環保等各行業的分離、過濾工藝過程中。隨著科學技術的發展及工業產品的升級，對于多孔材料應用領域中的過濾分離功能也提出了在保證高過濾精度的同時具備高的過濾效率的更高層次的要求。但是在工程應用中，為了獲得較高的過濾效率即較大的透氣度，往往會增大多孔材料的孔徑大小，這樣勢必降低多孔材料的過濾精度而難以達到過濾的技術要求；在選擇高的過濾精度即較小的材料孔徑時，又勢必大大的降低多孔材料的透氣度，導致過濾效率下降而難以達到過濾的經濟要求。因此，傳統的均勻結構金屬多孔材料在過濾效率和過濾精度兩者之間有著不可調和的矛盾：即孔隙粗大且流通量大，其過濾效率高而過濾精度卻難以滿足需要；孔隙細小且流通量小，其過濾精度高而過濾效率卻難以滿足需要。這一矛盾是制約其廣泛應用的關鍵問題，也是工業過濾領域的技術瓶頸，對其進行深入有效地研究具有十分重要的意義。

梯度孔徑多孔材料是一種具有不對稱孔結構，即孔徑大小沿某一方向上呈現連續性變化的多孔材料。這種梯度性質賦予了梯度多孔材料可以確保在較小孔徑的基礎上保證較大的過濾通量，實現其它均勻結構多孔材料所不具備的結構和性能，并且在過濾與分離的過程中可以大大提高過濾精度和過濾效率，簡化生產工藝，使生產效率大大提高。國內外首先研發了梯度多孔陶瓷材料，并在醫藥、化工、能源、環保等領域得到了廣泛的應用，但陶瓷多孔材料有著質脆且不抗熱震這一本身難以改變的固有缺點，因此，急需開發一種新型的梯度孔徑金屬多孔材料以提高企業生產效率及經濟產能。

梯度孔徑金屬多孔材料具有在保證高過濾精度的同時擁有較大的過濾滲透通量，同時還具有金屬多孔材料的一切優點，這是其他過濾材料無法比擬的。但是，通常不同的材料其熱膨脹系數、導熱系數、彈性模量、材料固有強度及斷裂韌性是不同的，對于異質膜層，這些差異容易導致膜層開裂、甚至脫離膜層支撐體，使梯度材料在使用的過程中發生嚴重的失效。制備克服梯度多孔陶瓷材料固有的脆性及不可焊接性、異質膜層壽命低及多孔材料不同時具備高過濾精度及過濾通量等缺點的同質金屬梯度多孔材料，對工業生產具有重要的理論指導及現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同質Ni-Cr-Fe梯度孔徑金屬多孔材料的制備方法，其優勢在于克服梯度多孔陶瓷材料固有的脆性及不可焊接性、異質膜層壽命低及多孔材料不同時具備高過濾精度及過濾通量等缺點，且具有良好的力學性能，抗酸堿腐蝕和抗高溫氧化性能。

本發明的目的是通過如下技術方案來實現的：該Ni-Cr-Fe梯度孔徑金屬多孔材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)粉料配比：將粗粒徑和細粒徑的Ni、Cr、Fe元素粉分別按質量百分比為60～75、18～25、7～15的配比進行稱量；

(2)粉末混合：將步驟(1)中配制好的粉末分別放在V型混粉機上勻速混合8-14h后造粒、干燥。

(3)粗細組配：將步驟(2)制得的粗粒徑混合料與細粒徑混合料按不同質量百分比混合，并分別放在V型混粉機上勻速混合8-14h。