[发明专利]一种全连通高孔隙率镍基合金材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种全连通高孔隙率镍基合金材料的制备方法，包括以下步骤：一、采用3D打印制备全连通的多孔树脂前驱体；二、将镍基合金粉末与叔丁醇配制成浆料；三、将浆料浇注到全连通的多孔树脂前驱体内，得到胚体；四、将坯体进行冷冻干燥；五、将冷冻干燥后的坯体进行高温烧结，得到全连通高孔隙率镍基合金材料。本发明通过3D打印精确控制全连通的多孔树脂前驱体的孔结构及孔径分布，进而实现了对镍基合金材料孔隙率、孔结构和孔径分布的控制，制备的镍基合金材料具有全连通结构，孔隙率可达65％～80％，比表面积高、通风阻力小、力学性能好，满足了各领域对多孔镍基合金材料的应用需求。

技术领域

本发明属于金属多孔材料及镍基合金材料制备技术领域，具体涉及一种全连通高孔隙率镍基合金材料的制备方法。

背景技术

多孔镍基合金材料具有低密度、高比强度、良好的高温持久强度、优异的抗高温氧化性能和抗腐蚀性能等特点，是一类重要的结构功能一体化材料，可广泛应用于航空航天、节能环保和石油化工等领域。目前多孔镍基合金材料的制备方法主要是由美国、英国、俄罗斯、荷兰和日本等国家开发的固体粉末包埋渗法、电沉积法、浸渍法和气相合金化法等，然而上述工艺均存在一定的劣势：固体粉末包埋渗法的制备过程中，粉末易烧结在多孔镍基合金的骨架表面，降低了材料的过滤性能，同时渗层不均匀，使得合金的力学性能较低；电沉积法制备的多孔镍基合金材料的厚度多为1mm～5mm，难以制备结构均匀、厚度超过20mm的合金材料，且镀液中的铬带来较大的工业污染；浸渍法制备的多孔镍基合金材料的骨架不均匀，且局部区域出现盲孔；气相合金化法也难以制备骨架均匀的多孔镍基合金材料。

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的方法，目前已经应用在社会的方方面面，但是3D打印直接制备金属材料受到目前技术的限制，很多系列的金属粉末不能进行3D打印，只能在目前已有的金属体系中选择，且采用3D打印直接制备金属材料尚处于开发阶段，工艺不稳定，成本高，且产量低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种全连通高孔隙率镍基合金材料的制备方法，本发明通过3D打印精确控制全连通的多孔树脂前驱体的孔结构及孔径分布，进而实现了对镍基合金材料孔隙率、孔结构和孔径分布的控制，得到的镍基合金材料具有全连通结构，孔隙率可达65％～80％，比表面积高、通风阻力小、力学性能好，避免了现有多孔镍基合金材料存在的孔结构不均匀、盲孔、力学性能较差等现象。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种全连通高孔隙率镍基合金材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据目标产品镍基合金材料，以树脂作为原料，采用3D打印制备得到全连通的多孔树脂前驱体；

步骤二、将镍基合金粉末与叔丁醇进行混合处理，得到浆料；

步骤三、将步骤二中得到的浆料浇注到步骤一中得到的全连通的多孔树脂前驱体内，使浆料完全填充树脂前驱体内的孔隙，得到坯体；

步骤四、将步骤三中得到的坯体进行冷冻干燥处理；

步骤五、将步骤四中经冷冻干燥处理后的坯体进行高温烧结处理，得到全连通高孔隙率镍基合金材料；所述镍基合金材料的孔隙率为65％～80％。