[发明专利]一种烧结溶解法制备的多孔铝材料

说明书

为了改善粉末合金的硬度，耐磨性，设计了一种烧结溶解法制备的多孔铝材料。采用纯Al粉，纯Mg粉及水溶性造孔剂为原料，所制得的烧结溶解法制备的多孔铝材料，其硬度，致密化程度，抗弯强度都得到大幅提升。其中，随着烧结温度的升高，生成孔边缘由尖锐逐渐变得圆滑，间隙孔数量减少，致密化程度增大，在650℃烧结效果最好，延长烧结时间有利于烧结的进行，过长的烧结时间容易引起铝颗粒熔化，影响造孔剂颗粒的脱除。在Al粉中加入少量Mg颗粒，可以破除Al2O3薄膜，促进Al颗粒间冶金结合，促使孔结构收缩，同时在孔隙内壁生成质硬高强的MgAl2O4尖晶石，有利于多孔铝材料力学性能的提升。本发明能够为制备高性能的多孔铝材料提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种粉末冶金材料，尤其涉及一种烧结溶解法制备的多孔铝材料。

背景技术

烧结是将粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。在高温下，陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体。固态中分子间存在互相吸引，通过加热使质点获得足够的能量进行迁移，使粉末体产生颗粒黏结，产生强度并导致致密化和再结晶

多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。相对连续介质材料而言, 多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。

发明内容

本发明的目的是为了改善粉末合金的硬度，耐磨性，设计了一种烧结溶解法制备的多孔铝材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

烧结溶解法制备的多孔铝材料的制备原料包括：纯Al粉，纯Mg粉及水溶性造孔剂。

烧结溶解法制备的多孔铝材料的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重，配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为40min，干燥温度为20℃，随后加入成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形，放入真空烧结炉中进行烧结。

烧结溶解法制备的多孔铝材料的检测步骤为：显微组织采用Nano230型高分辨率场发射扫描电子显微镜，物相分析采用能谱衍射仪分析，物相组成采用DMAX250X型射线衍射仪分析，压缩强度采用Ins3369型材料力学试验机测试，维氏硬度采用BULER型微压痕显微硬度试验机测试。

所述的烧结溶解法制备的多孔铝材料，随着烧结温度的升高，生成孔边缘由尖锐逐渐变得圆滑，间隙孔数量减少，致密化程度增大，在650℃烧结效果最好，延长烧结时间有利于烧结的进行，过长的烧结时间容易引起铝颗粒熔化，影响造孔剂颗粒的脱除。

所述的烧结溶解法制备的多孔铝材料，在Al粉中加入少量Mg颗粒，可以破除Al2O3薄膜，促进Al颗粒间冶金结合，促使孔结构收缩，同时在孔隙内壁生成质硬高强的MgAl2O4尖晶石，有利于多孔铝材料力学性能的提升。

本发明的有益效果是：

采用纯Al粉，纯Mg粉及水溶性造孔剂为原料，经过配料，球磨，干燥，制粒，成形，烧结工艺成功制备了具有优异力学性能的烧结溶解法制备的多孔铝材料。其中，随着烧结温度的升高，生成孔边缘由尖锐逐渐变得圆滑，间隙孔数量减少，致密化程度增大。所制得的烧结溶解法制备的多孔铝材料，其硬度，致密化程度，抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的多孔铝材料提供一种新的生产工艺。

具体实施方式

实施案例1：