粉末冶金多孔材料(powdermetallurgyporolusmaterials)

用粉末冶金方法制造的多孔粉末冶金材料。因其用途與孔隙密切相關(guān)，因此制造時必須有意保留一定的孔隙度以及控制它們的孔徑和孔隙狀態(tài)，以便獲得必要的物理性能。多孔材料的孔隙度范圍很廣，可從百分之十幾到98％，孔徑范圍可以從數(shù)微米到1mm。在使用超細粉的情況下，還可以造成平均孔徑小至0.01um的多孔膜。

粉末和材質(zhì)制取多孔材料的常用金屬有青銅、鎳、鎳合金、不銹鋼、鈦等金屬的粉末。粉末顆粒可以是球狀或不規(guī)則狀。用粒度均勻的球狀粉末制成的多孔材料孔徑均勻而且容易控制，它們對流體有較好的透過性；但球狀粉末不易成形，制成的多孔材料強度也較低。用不規(guī)則狀粉末時多孑L材料強度較高，缺點是孔徑較難控制，不夠均勻，且透過性較低。

制備方法制造多孔材料的成形方法主要有模壓、等靜壓、粉末軋制和松裝燒結(jié)法。模壓法適于成形形狀簡單、尺寸較小的多孔零件，一般具有最終產(chǎn)品的形狀，無需再做切削加工；等靜壓法可成形尺寸較大的多孔零件，例如大尺寸的片狀或管狀零件，特點是密度均勻，但成形后一般還需進行必要的切削加工；軋制法可以制造尺寸較寬、長度較長的多孔板材和帶材，得到的板材可以直接使用或經(jīng)彎曲、焊接制成過濾管；松裝燒結(jié)法設(shè)備簡單，可制造形狀復雜或表面有浮雕狀花紋的零件，一般只用于球狀青銅粉末的成形。常見的多孔材料零件形狀有片狀、管狀、杯狀、環(huán)狀、盒狀和棒狀等。

參數(shù)多孔材料的孔隙是燒結(jié)在一起的各個顆粒之間形成的孔隙。這種孔隙的形狀不規(guī)則，大小不均勻。因此，作為描述這種孔隙形狀和大小的參數(shù)，例如孔徑和孔徑分布等，都含有一定的平均性、等效性和統(tǒng)計性。用不同粉末和不同成形方法制得的多孔材料的孔徑和孔徑分布具有明顯的差異，按不同原理測定同一多孔試樣所得的孔徑和孔徑分布數(shù)據(jù)及其含義也不相同，因此實用上應(yīng)根據(jù)用途來選擇原理相近的測量方法。測量孔隙度、平均孔徑和孔徑分布常用的方法有比重法、顯微鏡法、氣泡法和汞壓入法。

用途多孔材料主要用作過濾器。濾材的物理、化學性能與所用的材質(zhì)有關(guān)。如果采用鎳或不銹鋼，濾材將有很好的強度、耐蝕和耐熱綜合性能。表征材料過濾性能的主要參數(shù)有過濾精度、透過性和納污容量。過濾精度規(guī)定為材料能完全濾除(或絕大部分濾除)的固體顆粒的粒度臨界值，它可用過濾法測量。粉末冶金過濾器的過濾精度與材料的孔徑有關(guān)，但并不等于氣泡法測定的幾何平均孔徑。因為就孔形而論，過濾精度主要取決于孔的寬度而不取決于孔的長度。此外，就一個孔通道而論，它取決于通道的最狹小的部分。因此，過濾法測定的過濾精度都比氣泡法測定的平均孔徑小，經(jīng)驗表明其數(shù)值只有平均孔徑的1/2.4～1/3。透過性表示材料容許液體或氣體透過的能力，以單位壓差下單位時間內(nèi)透過單位面積的液體或氣體量來表示。納污容量表示過濾材料濾出部分雜質(zhì)后，這些雜質(zhì)對材料透過性影響的大小。多孔材料還可用作自潤滑軸承、氣體分離材料，可透氣的隔焰防爆材料、消聲材料、氣浮軸承或氣浮滾筒，沸騰層反應(yīng)器或流態(tài)化輸送的底板，發(fā)汗冷卻材料和電池電極等。