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銅不銹鋼粉末燒結過濾器濾芯—燒結多孔材料性能與應用
作者:hengko  來源:本站  發表時間:2011-9-24 16:32:16  點擊:11261

    粉末冶金多孔材料是一種由相互貫通或封閉的孔洞構成網絡結構的材料,孔洞的邊界或表面由支柱或平板構成。典型的孔結構有: 一種是由大量多邊形孔在平面上聚集形成的二維結構;由于其形狀類似于蜂房的六邊形結構而被稱為“蜂窩”材料; 更為普遍的是由大量多面體形狀的孔洞在空間聚集形成的三維結構, 通常稱之為“泡沫”材料。如果構成孔洞的固體只存在于孔洞的邊界(即孔洞之間是相通的),則稱為開孔;如果孔洞表面也是實心的,即每個孔洞與周圍孔洞完全隔開, 則稱為閉孔; 而有些孔洞則是半開孔半閉孔的。

多孔性材料燒結過濾器濾芯的性能:

    燒結多孔材料雖然力學性能和耐腐蝕性能等因存在孔隙而不如致密金屬,但有些性能如熱交換能力、電化學活性、催化作用等卻因比表面增大而比致密金屬好得多。多孔材料還具有一系列致密金屬所沒有的功能,如孔隙能透過氣、液介質,能吸收能量,或起緩沖作用。燒結多孔材料因用途不同而各具特殊性能,如對過濾材料要求過濾精度、透過性和再生性;對某些多孔材料要求熱交換效率、電化學活性、聲阻性、電子發射能力等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     表征多孔結構的主要參數是:孔隙度、平均孔徑、最大孔徑、孔徑分布、孔形和比表面。除材質外,材料的多孔結構參數對材料的力學性能和各種使用性能有決定性的影響。由于孔隙是由粉末顆粒堆積、壓緊、燒結形成的;因此,原料粉末的物理和化學性能,尤其是粉末顆粒的大小、分布和形狀,是決定多孔結構乃至最終使用性能的主要因素。多孔結構參數和某些使用性能(如透過性等)都有多種測定原理和方法。孔徑常用氣泡法、氣體透過法、吸附法和汞壓法等來測定,比表面常用低溫氮吸附法和流體透過法來測定。選擇測定方法時應盡量選用與使用條件相近的方法。流體透過多孔體的運動在層流條件下服從達西公式,即流速與壓力梯度成正比,與流體粘度成反比,其比例常數即透過系數為反映材料透過能力的特征參數。當貫通孔隙度、孔徑增大時,或多孔體厚度、流體粘度減小時,燒結多孔材料的透過能力隨之增大。燒結多孔材料的力學性能不僅隨孔隙度、孔徑的增大而下降,還對孔形非常敏感,即與“缺口”效應有關。孔隙度不變時,孔徑小的材料透過性小,但因顆粒間接觸點多,故強度大。過濾精度即阻截能力是指透過多孔體的流體中的最大粒子尺寸,一般與最大孔徑值有關。孔徑分布是多孔結構均勻性的判據。對于過濾材料要求在有足夠強度的前提下,盡可能增大透過性與過濾精度的比值。根據這些原理,發展出用分級的球形粉末為原料,制成均勻的多孔結構,用粉末軋制法制造多孔的薄帶和焊接薄壁管,發展出粗孔層與細孔層復合的雙層多孔材料。

 

  粉末燒結金屬多孔材料可由多種金屬和合金以及難熔金屬的碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等制成,但常用的是青銅、不銹鋼、鎳及鈦等。多孔材料的孔隙度一般在15%以上,最高可達90%以上,孔徑從幾百埃到毫米級。多孔材料的孔隙度一般粗分為低孔隙度(<30%)、中孔隙度(30~60%)、高孔隙度(>60%)三類,孔徑分為粗孔(>50μm)、中等孔(2~50μm)和微孔(<2μm)三種。低孔隙度的多孔材料主要是含油軸承,高孔隙度的還包括金屬纖維多孔材料和泡沫金屬,主要用于電池極板、絕熱、消音、防震等。大量使用的過濾材料和發汗冷卻材料(見金屬發汗材料)多為中等孔隙度。過濾用的多孔材料可按過濾精度和流量分成等級系列。

制造工藝:

   制造多孔材料的粉末原料,可根據用途和性能要求,選用球形和不規則形狀的粉末或金屬纖維。用球形粉末易于獲得流體阻力小、結構均勻、再生性好的過濾和流態控制用的多孔材料,但這種粉末制品的力學性能不如不規則形狀粉末的制品。不規則形狀粉末或纖維用于制造孔隙度高的材料 。為了獲得由粉末顆粒疊排造成的多孔結構,制造多孔材料的成形壓力和燒結溫度一般低于制造燒結致密材料。

  多孔材料的孔徑、強度等性能在很大程度上取決于所選用粉末的平均粒度、粒度分布、顆粒形狀等;為了制出預定性能的材料,通常要對粉末進行預處理,如退火、粒度分級、球化和球選以及加入各種添加劑(造孔劑、潤滑劑、增塑劑)等。成形工藝除一般的冷模壓-燒結工藝外,還可根據制品的形狀尺寸等,選用松裝燒結(簡單異形制品)、粉末軋制(厚度0.1~3mm的板、帶、管)、擠壓 (異形長制品)、等靜壓制(異形大制品)和粉漿澆注(復雜異形制品)等工藝(見粉末冶金燒結,粉末冶金成形)。如以金屬纖維作原料,常用在液體中沉積的方法制備均勻分布的纖維氈,然后再壓制、燒結成金屬纖維多孔材料。用粉末制造泡沫金屬,要將發泡劑和固化劑同粉末均勻混合成形,并在加熱過程中經發泡固化和燒結。這類泡沫金屬的孔隙度可高達90%以上。為改善綜合性能,還可用不同粒度的粉末制作不同孔徑的雙層或多層結構的材料,或將粉末與金屬網或纖維一起成形,制成纖維增強材料。

恒歌多孔材料:

    燒結銅過濾器、青銅粉末燒結濾筒、泡沫銅燒結濾杯、黃銅顆粒燒結過濾片、銅粉末燒結過濾芯燒結網,不銹鋼粉末燒結濾芯、不銹鋼粉燒結濾管、不銹鋼濾筒、粉末燒結不銹鋼過濾片等金屬燒結多孔材料。

應用前景:

   在眾多的多孔材料中, 制備角度, 無序孔多孔材料的制備較易, 成本較低, 易于大量推廣和使用。例如泡沫金屬。目前常見的方法有五種:(1)粉末冶金法, 它又可分為松散燒結和反應燒結兩種;(2)滲流法;(3)噴射沉積法;(4)熔體發泡法;(5)共晶定向凝固法。圖 2 所示為滲流法, 將一定粒徑的可溶性鹽粒裝填在模具中壓實, 并隨模具一起放入爐內加熱, 同時在電阻式坩堝爐內配制所需的合金, 待合金熔化完畢, 出爐澆入模具中, 通過在金屬液表面施加一定的壓力使其滲透到粒子之間的縫隙之中;當金屬液凝固后便可得到金屬合金與粒子的復合體, 用水將復合體中的鹽粒溶去, 即可制得具有三維連通泡孔的泡沫合金。但是這種方法生產的材料性能不均勻, 質量很難控制。

  可控孔多孔材料的制備過程相對復雜, 且技術條件要求較高。從前面分析的特性來看, 可控孔多孔材料擁有許多無序孔多孔材料所不具備的特性, 隨著新技術的發展, 可控孔多孔材料的制備方法將越來越成熟, 這類方法必將成為今后多孔材料科學的發展趨勢。

 

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