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Cu-Ni基合金多孔块体材料具有良好的抗腐蚀、抗摩擦性能,并且由于其较高的比强度及比模量,可广泛用于过滤及建筑领域。(Cu,Co)基合金多孔薄板及薄带材料具有较大的比表面积,并且由于其特殊的结构及催化性能,可用于制备催化剂载体及精细过滤用材料,在化工催化行业具有十分广泛的应用。
本论文采用粉末冶金方法制备Cu-Ni基合金多孔块状材料,探讨了影响材料孔隙率及力学性能的因素。同时,本论文对脱合金方法制备(Cu,Co)基合金多孔薄板及多孔薄带材料也进行了研究,所取得的主要研究结果如下:
(1)采用Cu-Ni-Fe-Si合金粉为原料,选用NaCl作为架空材料制各多孔材料,通过粉末冶金法制备Cu-Ni基合金多孔块体材料。研究结果表明,多孔材料孔隙率随着烧结温度的升高而降低,随着烧结时间的延长,先降低(8h前),后升高(8h后);抗压强度随着烧结温度的升高而提高,随着烧结时间的延长,先提高(8h前),后保持不变(8h后)。采用该方法制备的块状合金多孔材料与传统的方法相比更加环保,且成本较低。
(2)本研究利用相图理论,进行合金设计,通过脱合金法制备Cu-Fe基及Cu-Ni合金多孔薄板材料。研究结果表明,由于Cu-Fe基合金具有fcc两相分离的性质,采用脱合金法制备的多孔薄板材料,其孔隙呈柱状,孔隙排布均匀;Co、Ni元素的含量对孔隙形貌有重要的影响,过量添加Co、Ni元素,孔隙被堵塞,不易形成孔隙通透的多孔薄板材料;热处理工艺对孔隙的形貌及尺寸影响不明显。对于Cu-Ni基合金,随着热处理时间的延长,多孔薄板材料中的孔隙逐渐变大;热处理时间为1~3天时,孔隙近似呈球形;热处理时间为5天时,孔隙呈骨架状分布;热处理时间为7天时,孔隙呈工字形,且排布均匀。
(3)本研究利用相图理论,进行合金设计,通过脱合金法制备Co-V合金多孔薄带材料。研究结果表明,热处理后的合金多孔薄带的尺寸及形貌比未经热处理的合金多孔薄带更均匀;当脱合金时间为6h时,样品表面有大量的孔隙出现。