CN101260483A - 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法 - Google Patents

一种镍铝基合金多孔材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101260483A
CN101260483A CNA2008100311363A CN200810031136A CN101260483A CN 101260483 A CN101260483 A CN 101260483A CN A2008100311363 A CNA2008100311363 A CN A2008100311363A CN 200810031136 A CN200810031136 A CN 200810031136A CN 101260483 A CN101260483 A CN 101260483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
sintering
base alloy
warming
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100311363A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100557050C (zh
Inventor
刘咏
何晓宇
刘彬
李为
张伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Yongtai Powder Metallurgy Co.,Ltd.
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CNB2008100311363A priority Critical patent/CN100557050C/zh
Publication of CN101260483A publication Critical patent/CN101260483A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100557050C publication Critical patent/CN100557050C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种镍铝基合金多孔材料的制备方法，是按重量百分比取粒径为1～10μm的Ni粉、粒径为10～100μm的Al粉、粒径为0.01～1mm的NaCl混合，在500～600MPa压力下冷压成形，然后，在500～650℃低温烧结，随后，在800～950℃中温脱除造孔剂，最后，在1000℃高温烧结，使金属间化合物完全形成Ni3Al相。本发明工艺方法简单、操作方便、生产成本低、孔隙大小可控，孔隙分布均匀，孔隙度可自由调节，适于工业化生产，环境友好，可替代现有多孔反应器材料生产工艺。

Description

一种镍铝基合金多孔材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种镍铝基合金多孔材料的制备方法。
背景技术
多孔反应器是一种具有多孔结构的并能用来进行各种化学反应的载体。与传统反应器相比，这种反应器具有高的比表面积，高的热导率和高的质量迁移率等诸多优点。近些年来，多孔反应器作为结构紧凑而且高效的氢气生产***引起了研究人员的高度重视。
在通常情况下，多孔反应器采用的是不锈钢和硅基材料作为结构板，同时把多孔支撑材料以及活化催化剂通过复杂的化学溅镀方法镀在结构板上。但由于不锈钢的隔热性能不好，而硅基材料的成型性和机械强度又不高，使得采用以上方法制备的多孔反应器性能受到很大影响。因此，开发既具有优良隔热性能，又具有良好的成型性能和机械强度的多孔反应器材料是十分必要的。
镍铝基合金具有如熔点高、密度小、比强度高、抗氧化性好、高温强度高等许多优点，同时由于元素镍、铝之间独特的化学反应关系，使其特别适合于制备高孔隙度的多孔材料，多孔镍铝基合金具有良好的隔热性能和催化性能，因此在多孔反应器用材方面具有较好的应用潜力。
目前，采用镍铝基合金来制备多孔反应器用多孔材料的研究并不多见。Y.S.Kim等采用粉末冶金的方法制备了用作燃料电池阳极材料的多孔Ni/Ni3Al合金。结果发现由于多孔的Ni/Ni3Al具有较大的表面积性能而提高了燃料电池的阳极与空气的反应活性。D.H.Chun研究了蜂窝结构的Ni3Al合金作为甲醇的分解催化剂来制氢的性能，发现采用Ni3Al合金作为催化剂后甲醇的分解速度比采用Ni作为催化剂的分解速度明显提高。A.Bohm等采用泡沫Ni为原料，放入混合了Al粉的粘接剂中浸渍，然后烧结生成多孔的镍铝基合金。以上各研究中生成的多孔镍铝基合金均存在以下几个问题：1、是孔隙大小不可控，2、孔隙分布不均匀，3、孔隙度不能自由调节。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单、操作方便、生产成本低、孔隙大小可控，孔隙分布均匀，孔隙度可自由调节的镍铝基合金多孔材料的制备方法。
本发明---一种镍铝基合金多孔材料的制备方法，包括下述工艺步骤：
1、备料
按重量百分比：Ni粉∶Al粉∶NaCl粉＝6.5∶1∶(3～24)
其中：Ni粉的粒径为1~10μm；
Al粉的粒径为10~100μm；
NaCl的粒径根据所制备的多孔材料的孔径要求选择0.01~1mm；
2、混料：
将步骤1配好的Ni粉、Al粉及NaCl粉末放入混料机，混匀。
3、冷压成型：
将步骤2所得混合物，在500~600Mpa压力下冷压成形。
4、低温烧结：
将步骤3所得冷压坯放入真空度控制在0.1~10Pa的烧结炉内，以5~20℃的速率升温至500~650℃进行烧结，保温时间：1~4h，使Al粉与Ni粉发生扩散反应形成金属间化合物，减少热爆情况的产生
5、中温脱除造孔剂：
在步骤4低温烧结后，继续以5~20℃的速率升温至800~950℃，保温1~4h，脱除残留造孔剂。
6、高温烧结：
在步骤5中温脱除造孔剂的基础上继续以5~20℃的速率升温至1000℃，保温1~4h，后随炉冷却，在该温度下烧结使金属间化合物继续反应，完全形成Ni3Al相。
发明由于采用上述工艺方法，具有如下优点：
1.本发明所采用的原料为元素Ni粉、Al粉和NaCl粉末，原料成本相对较低；本发明的工艺简单、流程短、设备均为常规设备，加工成本可以很好的控制。与现有技术采用泡末Ni等为原料相比，可有效降低制备成本。
2.采用此发明所制备的镍铝合金材料的孔隙度较高，经高温烧结后孔隙度可达90％，与现有的粉末冶金方法制备的多孔镍铝基合金孔隙度低于60％相比，材料的孔隙度要高得多。
3.本发明可以根据具体的需要通过调整造孔剂的粒度，进而调整镍铝基合金多孔材料的孔隙度，调节的办法简单方便。
4.本发明由于采用NaCl作为造孔剂，在烧结过程中易于脱除，故所制备的多孔材料受造孔剂污染程度较小，此外，脱除过程与烧结过程可以同时进行，与现有技术中烧结与脱除造孔剂分步进行相比，可有效缩短工艺流程，降低成本。
5、经过低温烧结，使Al粉与Ni粉发生扩散反应形成金属间化合物，在随后的中温脱除造孔剂、高温烧结过程中，金属间化合物继续反应，完全形成Ni3Al相，采用该分段烧结的工艺，可避免在烧结时由于热爆的产生而出现烧结坯开裂的情况。
综上所述，本发明---一种镍铝基合金多孔材料的制备方法，具有工艺方法简单、操作方便、生产成本低、孔隙大小可控，孔隙分布均匀，孔隙度可自由调节的优点，适于工业化生产，环境友好，可替代现有多孔反应器材料生产工艺。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
附图2为本发明中预烧结工艺曲线图。
附图3为采用本发明制备的多孔镍铝基合金坯料照片。
具体实施方式
实施例1：采用粒度为1~10μm的Ni粉、粒度为10~100μm的Al粉和粒度为100~200um的NaCl粉末，Ni∶Al∶NaCl按质量比为6.5∶1∶3进行配比，在500Mpa的压力下模压或冷等静压成形，制成直径为d 50mm×5mm的冷压坯，随后置于真空烧结炉中，控制真空度为0.1~10Pa，以5~20℃的速率升温至500~650℃进行烧结，保温时间：1~4h，然后，继续以5~20℃的速率升温至800~950℃，保温1~4h，最后，仍然以5~20℃的速率升温至1000℃，保温1~4h，后随炉冷却，制得尺寸为d 50mm×5mm的多孔的镍铝基合金材料，其孔隙度为60.5％。
实施例2：采用粒度为1~10μm的Ni粉、粒度为10~100μm的Al粉和粒度为100~200um的NaCl粉末，Ni∶Al∶NaCl按质量比为6.5∶1∶7.5进行配比，在500Mpa的压力下模压或冷等静压成形，制成直径为d50mm×5mm的冷压坯，随后置于真空烧结炉中，控制真空度为0.1~10Pa，以5~20℃的速率升温至500~650℃进行烧结，保温时间：1~4h，然后，继续以5~20℃的速率升温至800~950℃，保温1~4h，最后，仍然以5~20℃的速率升温至改为1000℃，保温1~4h，后随炉冷却，制得尺寸为d 50mm×5mm的多孔的镍铝基合金材料，其孔隙度为71％。
实施例3：采用粒度为1~10μm的Ni粉、粒度为10~100μm的Al粉和粒度为100~200um的NaCl粉末，Ni∶Al∶NaCl按质量比为6.5∶1∶23进行配比，在500Mpa的压力下模压或冷等静压成形，制成直径为d50mm×5mm的冷压坯，随后置于真空烧结炉中，控制真空度为0.1~10Pa，以5~20℃的速率升温至500~650℃进行烧结，保温时间：1~4h，然后，继续以5~20℃的速率升温至800~950℃，保温1~4h，最后，仍然以5~20℃的速率升温至1000℃，保温1~4h，后随炉冷却，制得尺寸为d50mm×5mm的多孔的镍铝基合金材料，其孔隙度为90％。

Claims (1)

  1. 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法，包括下述工艺步骤：
    1、备料
    按重量百分比：Ni粉∶Al粉∶NaCl粉＝6.5∶1∶(3～24)
    其中：Ni粉的粒径为1~10μm；
    Al粉的粒径为10~100μm；
    NaCl的粒径根据所制备的多孔材料的孔径要求选择0.01~1mm；
    2、混料：
    将步骤1配好的Ni粉、Al粉及NaCl粉末放入混料机，混匀。
    3、冷压成型：
    将步骤2所得混合物，在500~600Mpa压力下冷压成形。
    4、低温烧结：
    将步骤3所得冷压坯放入真空度控制在0.1~10Pa的烧结炉内，以5~20℃的速率升温至500~650℃进行烧结，保温时间：1~4h。
    5、中温脱除造孔剂：
    在步骤4低温烧结后，继续以5~20℃的速率升温至800~950℃，保温1~4h。
    6、高温烧结：
    在步骤5中温脱除造孔剂的基础上继续以5~20℃的速率升温至1000℃，保温1~4h，随炉冷却。
CNB2008100311363A 2008-04-24 2008-04-24 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法 Active CN100557050C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2008100311363A CN100557050C (zh) 2008-04-24 2008-04-24 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2008100311363A CN100557050C (zh) 2008-04-24 2008-04-24 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101260483A true CN101260483A (zh) 2008-09-10
CN100557050C CN100557050C (zh) 2009-11-04

Family

ID=39961178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2008100311363A Active CN100557050C (zh) 2008-04-24 2008-04-24 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100557050C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102071333A (zh) * 2010-12-20 2011-05-25 中南大学 一种制备泡沫TiAl金属间化合物的方法
CN103143805A (zh) * 2013-03-25 2013-06-12 哈尔滨工业大学 一种缓解钎焊接头残余应力的方法
CN108380882A (zh) * 2018-02-05 2018-08-10 湘潭大学 一种Ni-Cr-Al-Cu多孔材料及其制备方法
CN108735978A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 天津大学 镍合金材料及其在锂硫电池硫正极中的应用
CN110643856A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 中南大学 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
CN110947969A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种主孔径值梯度分布可控的金属镍多孔材料的制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102071333A (zh) * 2010-12-20 2011-05-25 中南大学 一种制备泡沫TiAl金属间化合物的方法
CN103143805A (zh) * 2013-03-25 2013-06-12 哈尔滨工业大学 一种缓解钎焊接头残余应力的方法
CN108735978A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 天津大学 镍合金材料及其在锂硫电池硫正极中的应用
CN108380882A (zh) * 2018-02-05 2018-08-10 湘潭大学 一种Ni-Cr-Al-Cu多孔材料及其制备方法
CN108380882B (zh) * 2018-02-05 2020-12-18 湘潭大学 一种Ni-Cr-Al-Cu多孔材料及其制备方法
CN110643856A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 中南大学 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
CN110643856B (zh) * 2018-06-26 2021-11-30 中南大学 一种镍基合金、其制备方法与一种制造物品
CN110947969A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种主孔径值梯度分布可控的金属镍多孔材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100557050C (zh) 2009-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100557050C (zh) 一种镍铝基合金多孔材料的制备方法
CN100457683C (zh) 一种电阻率可控的导电碳化硅泡沫陶瓷材料及其制备方法
EP2883632B1 (en) Metallic foam body with controlled grain size on its surface, process for its production and use thereof
Queheillalt et al. Synthesis of stochastic open cell Ni-based foams
Zhou et al. A performance study of methanol steam reforming microreactor with porous copper fiber sintered felt as catalyst support for fuel cells
CN101462058B (zh) 天然气-二氧化碳重整制合成气的工业用催化剂
CN101358304A (zh) NiAl金属间化合物多孔材料及其制备方法
Mitchell et al. Ceramic microreactors for on-site hydrogen production
CN106868539B (zh) 一种多维孔道结构Ni-Cu-Ti合金电极材料及其制备方法
KR102173690B1 (ko) 열분해된 다중 착물 기반의 ｏｒｒ을 위한 비-ｐｇｍ 촉매
CN111744519A (zh) 一种三维MXene基载体的析氢催化剂的制备方法
CN103122420A (zh) 一种制备多孔镍基ods合金的方法
CN101994043A (zh) 一种高铌钛铝多孔金属间化合物梯度材料及其制备方法
CN103724046B (zh) 一种SiC泡沫及其制备方法
CN104841355A (zh) 用于硼氢化钠水解制氢催化剂及其载体的制备方法
Fan et al. Conformally anchoring nanocatalyst onto quartz fibers enables versatile microreactor platforms for continuous-flow catalysis
CN109759103A (zh) 一种镍掺杂的碳化钼纳米片的制备方法
CN114192148A (zh) 基于3d打印脱合金工艺的制氢催化剂、制备方法及应用
KR101917103B1 (ko) 다공성 니켈-알루미늄 합금 분말, 이를 이용한 촉매 및 그 제조 방법
CN106748613B (zh) 一种负载型晶态磷化镍催化剂上正十六烷加氢异构化反应的方法
CN109264692B (zh) 一种利用氰胺化钙制备的掺氮中孔炭及其制备方法和应用
CN109437152B (zh) 一种钴氮共掺杂介孔碳材料的制备方法
CN115772679A (zh) 一种Ni-Si金属间化合物多孔材料及其制备方法和电催化应用
KR100395036B1 (ko) 개포형 금속포움 제조방법
CN113214872A (zh) 一种蓄热式煤气化制氢透氢膜反应器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210713

Address after: 337000 Industrial Park B, Lianhua County, Pingxiang City, Jiangxi Province

Patentee after: Jiangxi Yongtai Powder Metallurgy Co.,Ltd.

Address before: Yuelu District City, Hunan province 410082 Changsha Lushan Road No. 2

Patentee before: CENTRAL SOUTH University

TR01 Transfer of patent right