[发明专利]一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料及其制备方法，属于多孔金属材料技术领域。该多孔材料中钛含量为74wt.％，硅含量为8wt.％，钼含量为18wt.％；制备方法为将钛粉、硅粉和钼粉按照一定的质量比例混合，进行球磨；然后将两种不同的造孔剂与球磨后的混合粉末充分混合均匀，压制成坯体；分段加热坯体，使造孔剂分解而去除；最后将坯体放入真空烧结炉中，进行真空烧结，制得金属间化合物钛硅钼多孔材料。该方法工艺简单，成本低廉，用此方法制备的金属间化合物钛硅钼多孔材料的孔隙率得到显著提高，孔径分布更加广泛，有效改善其在传热、吸声等方面的应用效果。

技术领域

本发明属于多孔金属材料技术领域，特别是涉及一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料及其制备方法。

背景技术

金属间化合物钛硅钼多孔材料具有轻质、熔点高、抗高温氧化及抗腐蚀性能良好等特点，可以应用于高温、腐蚀等恶劣条件下的传热和吸声等领域，具有广阔的应用前景。但是，采用传统粉末冶金工艺制备的金属间化合物钛硅钼多孔材料孔隙率较低，孔径分布较单一，使其在应用上受到很大的限制，为了扩大金属间化合物钛硅钼多孔材料的应用范围，提高金属间化合物钛硅钼多孔材料的应用效果，必须提高其孔隙率，拓宽其孔径分布范围。

分级孔构型囊括毫米、微米乃至纳米孔构型，是一类具有两种及两种以上孔径分布的多孔结构。由于多级孔径的存在，尺寸较小的孔可用来提高多孔材料的比表面积和毛细作用力，尺寸较大的孔减小了流体流动的阻力进而提高渗透性能，分级孔构型中的大孔和小孔协同配合，有效地调和了单一孔结构和材料性能之间的矛盾，有效地改善了多孔材料的吸声、过滤等性能。

造孔剂法是制备多孔材料最常用的方法，常见的造孔剂有对甲基磺酰肼、碳酸氢铵、N-N五亚甲基四胺和聚乙烯醇等。对甲基磺酰肼的产气量较大，在100～110℃下受热分解，其分解产物为氮气和少量水。碳酸氢铵颗粒在30℃以上开始大量分解，60℃下可以分解完全，分解产物为氨气、二氧化碳和水。此外，碳酸氢铵晶体颗粒的粒径较大，除去碳酸氢铵颗粒后可以获得尺寸较大的孔隙。采用两步发泡法，通过添加两种不同的造孔剂对甲基磺酰肼和碳酸氢铵，可以有效地提高金属间化合物钛硅钼多孔材料的孔隙率，同时拓宽金属间化合物钛硅钼多孔材料的孔径分布范围。由于粉末颗粒大小及形状的影响，在压制压坯过程中，粉末颗粒之间可以形成间隙孔。通过降低压制压力，间隙孔的数量增加，同时间隙孔可以成为孔隙聚集长大的核心，促进大孔隙的形成，从而提高材料的孔隙率。在压制前向混合粉末中加入一定量的无水乙醇，改善混合粉末的流动性和成形性，由此可以降低压制压力，提高金属间化合物钛硅钼多孔材料的孔隙率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料，该多孔材料具有更高的孔隙率和更广的孔径分布范围；本发明的另一目的是提供一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料的制备方法，该制备方法为两步发泡法，操作工艺简单，成本低廉。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料，金属间化合物钛硅钼多孔材料中钛含量为74wt.％，硅含量为8wt.％，钼含量为18wt.％，该多孔材料的孔隙率为50％～58％。

一种高孔隙率金属间化合物钛硅钼多孔材料的制备方法，包括如下步骤制备：

步骤一)高能球磨混粉：将钛粉、硅粉和钼粉按照74wt.％Ti、8wt.％Si和18wt.％Mo的质量比例混合，在行星式球磨机中进行球磨，放入球磨罐，置于球磨机内以一定球磨参数球磨，使得Ti，Si，和Mo三种粉末充分细化，将球磨后所得混合粉末置于真空干燥箱内烘干并过筛；

步骤二)常规模压成型：将步骤一)中制备的混合粉末与造孔剂对甲苯磺酰肼和碳酸氢铵混合均匀，再加入无水乙醇混合均匀，然后模压压制成坯体；