[发明专利]一种多孔铝合金材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，具体是一种多孔铝合金材料及其制备方法和应用。

背景技术

多孔材料的应用通常取决于其宏观结构(孔的尺寸和整体的孔隙率)以及合金本身所 具有的性能(屈服强度等)。选择合适的合金体系，合理控制材料的孔隙，采用适当的制备 方法即可制得所需性能的多孔材料。

目前对烧结多孔材料的研究主要集中在制备工艺的优化、成孔机理的探讨、材料性能 的改善和应用范围的扩大几个方面。其中，就成孔机理而言，已应用在烧结多孔材料制备 方法中的成孔方式主要有：第一，通过化学反应成孔，其原理是基于不同元素本征扩散系 数的较大差异所引起的偏扩散效应，使得材料中产生Kirkendall孔隙；第二，通过原料 粒子物理堆积成孔；第三，通过添加成分脱出成孔。上述几种成孔方式的选择和组合不可 避免的会对多孔材料的孔结构造成直接的影响。而多孔材料的孔结构又会进一步的决定多 孔材料的性能。因此，基于不同成孔方式所生成的烧结多孔材料往往具有差异化的孔结构 和使用性能，通过对它们的认识和测量，可使得这些多孔材料能够更清楚的被识别和表征。 目前，为了充分的表征多孔材料，本领域通常采用：1)原料成分和含量；2)孔结构，主 要包括孔隙率、孔径等；3)材料性能参数，包括渗透性能，力学强度和化学稳定性，其 中，渗透性能常用流体渗透法测量，力学强度通常用抗拉强度表示，化学稳定性主要用耐 酸和/或碱性能表示。

虽然多孔材料具有优异的性能，但针对一些特殊的应用场合，其高温抗氧化性能和抗 强碱腐蚀性能依然有待提高。且也存在制备的产品孔隙率较低，并且形成的孔隙多是封闭 的，过滤效果不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孔隙率高且可控、强度高、耐腐蚀性和抗高温氧化性的多 孔铝合金材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多孔铝合金材料，由以下按照质量百分比的组分组成：补骨脂4.2-4.5％、铝 70-74.5％、镁10.3-10.8％、锡10.5-15.2％、铊0.005-0.008％、铋0.03-0.06％。

作为本发明进一步的方案：所述多孔铝合金材料，由以下按照质量百分比的组分组成： 补骨脂4.3-4.4％、铝71.5-72.5％、镁10.4-10.6％、锡12.5-13.5％、铊0.006-0.007％、铋 0.04-0.05％。

作为本发明进一步的方案：所述多孔铝合金材料，由以下按照质量百分比的组分组成： 补骨脂4.35％、铝72.099％、镁10.5％、锡13％、铊0.006％、铋0.045％。

所述多孔铝合金材料的制备方法，由以下步骤组成：

1)补骨脂与铝的预处理：将补骨脂洗净、晾干、粉碎至100-120目，再置入超微粉 碎机中进行超微粉碎处理10-12min，然后将超微粉碎的补骨脂与铝粉按照质量百分比进行 混合，再加入二者质量2-3倍的环己烷，在45-47℃的温度下进行超声处理45min，超声 功率为700-800W，然后再在62-65℃的温度下搅拌烘干，制得处理后的补骨脂、铝；

2)将镁与处理后的补骨脂、铝混合，搅拌均匀，置入熔炼炉中，在2-2.5h的时间里 从室温升温至425-450℃，并在该温度下保温1-1.5h，然后在1-1.5h的时间里从425-450℃ 升温至770-780℃，并在该温度下保温0.5-0.8h；

3)按照组分比例，向熔炼炉中加入锡，并搅拌，继续在770-780℃温度下熔炼 0.4-0.45h，同时扒渣；

4)再向熔炼炉中加入铊、铋，并搅拌，继续在770-780℃温度下熔炼0.4-0.45h，同 时扒渣；

5)精炼：温度为710-715℃，时间为20-22min，同时扒渣；

6)浇铸：在710-715℃进行合金浇铸、挤压即得多孔铝合金材料。

所述多孔铝合金材料在制作气体过滤的过滤元件中的应用。

作为本发明进一步的方案：所述气体为500-600℃的高温气体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：