[发明专利]Ni-Cr-Fe覆膜结构金属多孔材料及其制备方法

说明书

Ni‑Cr‑Fe覆膜结构金属多孔材料及其制备方法本发明公开了一种高透气度及过滤精度的Ni‑Cr‑Fe覆膜结构金属多孔过滤材料。其制备方法是先将一定粒度的Ni、Cr、Fe进行机械混合均匀，然后加3%~5%硬脂酸造粒、干燥、模压冷成型，采用分段式真空无压烧结得到Ni‑Cr‑Fe多孔材料支撑体，再将更细粒径的Ni、Cr、Fe粉末涂刷在支撑体表面，经干燥、真空烧结而得。该方法能耗低，几乎无污染，孔结构和膜层厚度可自主控制，且其膜层与多孔支撑体为同质材料，克服了陶瓷覆膜结构多孔材料固有的脆性及不可焊接性、异质膜层寿命低等缺点，可应用于高过滤精度和过滤通量的工业过滤领域。

技术领域

本发明属于无机多孔材料领域，具体涉及一种覆膜结构Ni-Cr-Fe金属多孔材料及其制备方法。

背景技术

多孔材料的种类有很多，按化学成分可分为无机多孔材料和有机多孔材料，其中，无机多孔材料又可分为金属多孔材料和非金属多孔材料。在过滤分离领域，多孔有机高分子材料强度低且不耐高温，多孔陶瓷则质脆且不抗热震，因此金属多孔材料被广泛应用于石油化工、环保等各行业的分离、过滤工艺过程中。随着科学技术的发展及工业产品的升级，对于多孔材料应用领域中的过滤分离功能也提出了在保证高过滤精度的同时具备高的过滤效率的更高层次的要求。但是在工程应用中，为了获得较高的过滤效率即较大的透气度，往往会增大多孔材料的孔径大小，这样势必降低多孔材料的过滤精度而难以达到过滤的技术要求；在选择高的过滤精度即较小的材料孔径时，又势必大大的降低多孔材料的透气度，导致过滤效率下降而难以达到过滤的经济要求。因此，传统的均匀结构金属多孔材料在过滤效率和过滤精度两者之间有着不可调和的矛盾：即孔隙粗大且流通量大，其过滤效率高而过滤精度却难以满足需要；孔隙细小且流通量小，其过滤精度高而过滤效率却难以满足需要。这一矛盾是制约其广泛应用的关键问题，也是工业过滤领域的技术瓶颈，对其进行深入有效地研究具有十分重要的意义。

覆膜结构金属多孔材料是一种在大孔径支撑体金属多孔材料表面涂敷一层或多层细孔径的多孔体材料。这种方式赋予了多孔材料可以确保在较小孔径的基础上保证较大的过滤通量，实现其他均匀多孔材料所不具备的结构和性能，并且在过滤与分离的过程中可以大大提高过滤精度和过滤效率，简化生产工艺，使生产效率大大提高。国内外首先研发了覆膜结构多孔陶瓷材料，并在医药、化工、能源、环保等领域得到了广泛的应用，但陶瓷材料有着本身难以改变的固有缺点，因此，急需开发一种金属多孔材料进一步推动环境友好进程，提高企业生产效率及经济产能。

覆膜结构金属多孔材料具有在保证高过滤精度的同时拥有较大的过滤渗透通量，同时还具有金属多孔材料的一切优点，这是其他过滤材料无法比拟的，但是，通常不同的材料其热膨胀系数、导热系数、弹性模量、材料固有强度及断裂韧性是不同的，对于异质膜层，这些差异容易导致膜层开裂、甚至脱离膜层支撑体，使得材料在使用的过程中发生严重的失效。制备克服陶瓷多孔材料固有的脆性及不可焊接性、异质膜层寿命低及多孔材料不同时具备高过滤精度及过滤通量等缺点的同质金属覆膜多孔材料，对工业生产具有重要的理论指导及现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同质Ni-Cr-Fe覆膜结构金属多孔材料的制备方法，其优势在于克服陶瓷覆膜多孔材料固有的脆性及不可焊接性、异质膜层寿命低及多孔材料不同时具备高过滤精度及过滤通量等缺点，且具有良好的力学性能，抗酸碱腐蚀和抗高温氧化性能。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：该Ni-Cr-Fe覆膜结构金属多孔材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)粉料配比：将Ni、Cr、Fe元素粉按质量百分比分别为60～75、18～25、7～15的配比进行称量；

(2)冷压成型：将步骤(1)制得的混合粉料造粒、干燥和成型，通过冷压成型得到压坯；