FeAl金属间多孔材料支撑体及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法。包括如下步骤：取粒径为10‑50μm的Fe粉、粒径为10‑50μm的Al粉，粒径为0.1‑0.5μm的Si粉，并按质量百分比Fe粉：Al粉：Si粉＝(30～40)：(50～65)：(5～15)混合；加入占总重量5‑10％的中温造孔剂和占总重量5‑10％的高温造孔剂；将混合物料压制成型；将压制成型后的坯料在真空状态下依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺，形成支撑体毛坯；将所述支撑体毛坯加热至烧结温度，得到FeAl金属间多孔材料支撑体。本发明专利技术提供的FeAl金属件多孔材料支撑体的制备方法，制备得到的支撑体具有抗压强度高、孔隙率大、且孔径大的优点。本发明专利技术还提供一种通过该制备方法制备得到的FeAl金属件多孔材料支撑体。

FeAl intermetallic porous material support body and preparation method thereof

The invention discloses a method for preparing a FeAl metal porous material support body. Includes the following steps: Fe powder, particle size of 10 50 m particle size of Al powder 10 50 m, diameter 0.1 0.5 m Si powder and Fe powder by weight percentage: Al powder: Si = powder (30 ~ 40): (50 ~ 65): (5 ~ 15) mixed in temperature; adding the total weight of 5 10% pore forming agent and the total weight of the high temperature of 5 10% pore forming agent; the mixture is pressed; pressing blank after forming in low temperature and under vacuum condition in low temperature and high temperature roasting stage heat preservation technology. Support the formation of the preform; the supporting body blank is heated to the sintering temperature, FeAl intermetallic porous support materials. The invention provides a method for preparing a FeAl metal piece porous material support body, and the prepared support body has the advantages of high compressive strength, large porosity and large pore size. The invention also provides a FeAl metal piece porous material support body prepared by the preparation method.

【技术实现步骤摘要】
FeAl金属间多孔材料支撑体及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种FeAl金属间多孔材料支撑体及其制备方法。
技术介绍
金属间化合物是一种介于陶瓷与金属材料之间的新型材料，具有耐高温、可加工性等，一些惰性金属制成的金属间化合物更是具有耐酸碱的优异性能，更为独特是其孔隙结构，根据制备方法的不同以及制备金属原子的种类不同，其孔隙直径可在微米级别，所以其可以用于高温过滤，甚至作为分子选择性过滤原材料。金属间化合物的制备方法一般采用反应合成法，在金属粉末烧结过程中，利用元素原子数量及大小的不同，元素偏扩散形成Kirkendall效应，在材料中产生一定量的Frenkel孔隙，此类方法制备的孔隙率较低，孔径较小，对于需要高孔隙率、孔隙较大的支撑体材料来说，在满足支撑体负载活性物质以后，很难保证其孔隙率及孔径大小符合要求。相关技术中，为了制备高孔隙率的金属间化合物材料，一般采用造孔剂进行造孔，提高孔隙率及孔径大小。中国专利CN201010595732“一种制备泡沫TiAl金属间化合物的方法”中，采用低温、中温、高温造孔的方法制备出孔隙率高达80％的孔隙材料，但是，其采用的主要元素为Ti，价格昂贵，且其制备的孔隙材料为泡沫状，不能满足支撑体材料具有良好的抗压性能和抗震性能，其应用受到限制。因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，制备得到的FeAl金属间多孔材料支撑体具有抗压强度高、孔隙率大、且孔径大的优点。本专利技术的技术方案是：一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Fe粉、粒径为10-50μm的Al粉，粒径为0.1-0.5μm的Si粉，并按质量百分比Fe粉：Al粉：Si粉＝(30～40)：(50～65)：(5～15)混合；步骤S2：加入占总重量5-10％的中温造孔剂和占总重量5-10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Fe粉、Al粉、Si粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物料置于成型模具中压制成型，得到载体坯料；步骤S4：将成型后的所述载体坯料在真空状态下依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min，形成FeAl金属间多孔材料支撑体。优选的，所述步骤S4中，真空度为1.0×10-2Pa-1.0×10-1Pa。优选的，所述步骤S2中，所述中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种。优选的，所述高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。优选的，所述步骤S3中，压制压力为100MPa～200MPa。本专利技术还提供一种FeAl金属间多孔材料支撑体，由所述FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法制备得到。优选的，所述FeAl金属间多孔材料支撑体的孔隙率为60-80％，孔径为50-100μm。优选的，所述FeAl金属间多孔材料支撑体在常温下的抗压强度大于18Mpa，在300℃的抗压强度大于10MPa，在500℃的抗压强度大于4MPa。与相关技术相比，本专利技术提供的FeAl金属间多孔材料支撑体及其制备方法，具有如下有益效果：一、本专利技术以Fe、Al为主要原料，并加入中、高温不同分解温度的造孔剂，通过调整各原料成分件的配比以及加工工艺中的参数，使制备得到的FeAl金属间多孔材料支撑体既具有良好的抗压强度和耐冲刷性能，表现为在常温下的抗压强度大于18Mpa，在300℃的抗压强度大于10MPa，在500℃的抗压强度大于4MPa，同时还具有较大的孔隙率，其表现为孔隙率为60-80％，孔径为50-100μm，因其比表面积大，从而可提高催化剂的性能。二、本专利技术以Fe、Al为主要原料，原料来源广泛，价格低，可实现工业化生产成本低廉。三、本专利技术制备得到的FeAl金属间多孔材料支撑体具有耐高温的特点，可达600℃，能耐酸碱腐蚀，使用寿命长。【具体实施方式】下面将通过具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例一一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Fe粉、粒径为10-50μm的Al粉，粒径为0.1-0.5μm的Si粉，并按质量百分比计算，加入Fe粉30％、Al粉65％、Si粉5％，并混合均匀；步骤S2：加入占总重量5％的中温造孔剂和占总重量8％的高温造孔剂，并在超声波环境下搅拌均匀；其中总重量为Fe粉、Al粉、Si粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；具体的，中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种，用于高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。步骤S3：将混合物料置于成型模具中压制成型，压制压力为100MPa；步骤S4：将压制成型后的坯料在真空状态下依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺，形成所述FeAl金属间多孔材料支撑体；具体的，真空度为1.0×10-2Pa；所述阶段焙烧保温工艺步骤为：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30min；从105℃到500℃，升温速度8℃/min，保温温度500℃下120min；从500℃到1000℃，升温速度2℃/min，在1000℃保温100min。经检测，所述FeAl金属间多孔材料支撑体的孔隙率为65％，孔径为50-100μm；将所述FeAl金属间多孔材料支撑体在不同温度条件下进行抗压强度测试，测试结果为：在常温下的抗压强度达18Mpa，在300℃的抗压强度达10MPa，在500℃的抗压强度达4MPa。实施例二一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Fe粉、粒径为10-50μm的Al粉，粒径为0.1-0.5μm的Si粉，并按质量百分比计算，加入Fe粉40％、Al粉50％、Si粉10％，并混合均匀；步骤S2：加入占总重量8％的中温造孔剂和占总重量10％的高温造孔剂，并在超声波环境下搅拌均匀；其中总重量为Fe粉、Al粉、Si粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；具体的，中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种，用于高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。步骤S3：将混合物料置于成型模具中压制成型，压制压力为200MPa；步骤S4：将压制成型后的坯料在真空状态下依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺，形成所述FeAl金属间多孔材料支撑体；具体的，真空度为1.0×10-1Pa；所述阶段焙烧保温工艺步骤为：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温60min；从105℃到500℃，升温速度5℃/min，保温温度500℃下60min；从500℃到1000℃，升温速度3℃/min，在1000℃保温80min。经检测，所述FeAl金属间多孔材料支撑体的孔隙率为78％，孔径为50-100μm；将所述FeAl金属间多孔材料支撑体在不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10‑50μm的Fe粉、粒径为10‑50μm的Al粉，粒径为0.1‑0.5μm的Si粉，并按质量百分比Fe粉：Al粉：Si粉＝(30～40)：(50～65)：(5～15)混合；步骤S2：加入占总重量5‑10％的中温造孔剂和占总重量5‑10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Fe粉、Al粉、Si粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物料置于成型模具中压制成型，得到载体坯料；步骤S4：将成型后的所述载体坯料在真空状态下依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min，形成FeAl金属间多孔材料支撑体。

【技术特征摘要】
1.一种FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Fe粉、粒径为10-50μm的Al粉，粒径为0.1-0.5μm的Si粉，并按质量百分比Fe粉：Al粉：Si粉＝(30～40)：(50～65)：(5～15)混合；步骤S2：加入占总重量5-10％的中温造孔剂和占总重量5-10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Fe粉、Al粉、Si粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物料置于成型模具中压制成型，得到载体坯料；步骤S4：将成型后的所述载体坯料在真空状态下依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min，形成FeAl金属间多孔材料支撑体。2.根据权利要求1所述的FeAl金属间多孔材料支撑体的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，真空度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启云，刘超莲，
申请(专利权)人：湖南云平环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43