[发明专利]一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层及其制备方法

权利要求书

1. 一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

将平均粒径5～75μm的Fe粉和Al粉，按75～25at.%的Fe和25～75at.%的Al进行配比（at.为原子百分比）；

将上述粉末在惰性气氛保护、低温或真空下进行机械合金化制备内部具有Fe、Al交替分布层状结构的Fe/Al复合合金粉末；

在平板状或棒状基体表面进行喷砂粗化处理；

采用冷喷涂沉积上述粉末，在基体上制备厚度5μm～40mm的多孔Fe/Al复合合金涂层，涂层孔隙率2～30%；

对步骤(4)获得的涂层在真空或惰性气体环境下进行两段式热处理，首先进行低温热处理，温度400～650℃，时间1～6小时，通过粒子内部Fe、Al层状结构间的固态扩散获得亚微米级孔隙，并实现Fe/Al合金转变为Fe-Al金属间化合物，然后继续升高热处理温度至700～950℃，保温时间1～2小时，调控孔隙结构并强化粒子间结合，获得结合强度较高、兼具微米及亚微米复合孔结构的Fe-Al金属间化合物涂层。

2. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，涂层孔结构来源于喷涂态涂层中沉积粒子间的孔隙、热处理过程中粒子界面固态偏扩散产生的孔隙以及单个粒子内部Fe、Al层状结构界面反应产生的亚微米孔隙中的一种或几种。

3. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，涂层中微米及亚微米孔隙的尺寸和比例可控。

4. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，所述的Fe-Al金属间化合物为FeAl、Fe₃Al、Fe₂Al₅、FeAl₃中的一种或几种。

5. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中具有Fe、Al交替分布层状结构的Fe/Al复合合金粉末，其内部层状结构厚度在0.2μm～25μm之间变化。

6. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，所述的喷涂粉末为机械合金化制备的具有层状结构的Fe/Al复合合金粉末、层状结构Fe/Al复合合金粉末与Al粉末的混合粉末、或Fe粉和Al粉末直接混合的粉末。

7. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，制备多孔块材时，不用对基体喷砂直接沉积涂层。

8. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，在制备多孔块材时，将基体在步骤(5)的热处理之前进行剥离。

9. 根据权利要求1所述的一种多孔Fe-Al金属间化合物涂层的制备方法，其特征在于，获得孔隙在涂层厚度方向上呈梯度变化多孔涂层，即越靠近涂层顶部涂层中的孔隙越多。