【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種中空鎳合金透氣多孔材料及其制備方法，屬于透氣發汗金屬材料。
技術介紹
1、采用金屬纖維燒結而制備的金屬纖維透氣材料被廣泛應用于航空發動機和燃氣渦輪的密封墊，耐熱溫度可高達1200℃，可有效減少壓縮機與渦輪機之間的泄漏。同時，這種金屬纖維透氣材料因具有優異的高壓滲透性、輕質、高強度等諸多優點，被廣泛應用于高速飛行器的端頭等主動冷卻部位，有效降低氣動加熱，達到優異熱防護效果。金屬纖維透氣材料還被廣泛應用于高溫環境過濾、多譜段消音屏蔽等諸多領域，在國民經濟建設中發揮著極其重要的作用。
2、目前鎳合金纖維透氣材料耐熱能力突出，是金屬纖維透氣材料中應用最為廣泛的種類，多采用纖維紡絲然后燒結制備而成。陳為為老師課題組近幾年開發出一種新型的鎳合金中空纖維燒結氈(wei?x,zhang?y,ma?b,et?al.an?investigation?of?hollow?nicralmetal?fiber?porous?material?for?high-temperature?sealing[j].journal?of?alloysand?compounds,2023,947:169493.)，采用短切碳纖維鍍鎳、濕氫燒結、合金浸滲等工藝，已經應用于高溫動密封領域，主要采用傳統的短切pan基碳纖維制備鎳合金氈，然而這種碳纖維表面光滑、粗細均勻、纖維筆直，表面涂覆鎳層經燒結后孔隙較多，強度不足，難以滿足更加苛刻的應用環境需求。趙少陽等采用冷壓-真空燒結的方法制備了鎳基透氣發汗材料(趙少陽,楊沖,張帥,等.鎳基高溫合金多孔
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種中空鎳合金透氣多孔材料及其制備方法。該材料具有較低密度，在保證強度的同時具有良好的滲透性能，在航空航天領域有良好的應用前景。
2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下。
3、一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，方法步驟包括：
4、(1)脫脂棉碳化：將脫脂棉烘干后進行碳化處理，碳化溫度為600～1200℃，保溫時間為4～8小時，得到卷曲且相互纏繞的脫脂棉炭化纖維；
5、(2)鍍鎳：對脫脂棉炭化纖維進行鍍鎳處理，得到鍍層厚度為1～3μm的鍍鎳脫脂棉炭化纖維；
6、(3)干法制坯：對鍍鎳脫脂棉炭化纖維進行物理震動，混合分布均勻，得到坯體；
7、(4)濕氫燒結：將所述坯體放入濕氫燒結爐中，在氫氣和水蒸氣的混合氣氛下，750～1100℃保溫燒結8～12小時，得到由空心鎳纖維組成的中空多孔鎳基體；
8、(5)固相浸滲：將所述中空多孔鎳基體放入浸滲爐中，進行浸cr或al處理，得到中空鎳合金多孔材料；
9、(6)軋制：對所述鎳合金多孔材料進行多道次軋制處理，得到一種中空鎳合金透氣多孔材料。
10、優選的，步驟(1)中，碳化溫度為900～1000℃，保溫時間為5～6小時。
11、優選的，步驟(1)中，所述脫脂棉炭化纖維的長度為0.3～1.5mm，直徑為1～10μm。
12、優選的，步驟(2)中，鍍鎳時，鍍液選用瓦特液，鍍鎳電壓為5～20v，電流為30～60a，時間為1～5h。
13、優選的，步驟(4)中，氫氣流量為2～5l/min，水蒸氣流量為1～3l/min。
14、優選的，步驟(4)中，所述多孔鎳基體的密度為0.8～1g/cm3。
15、優選的，步驟(5)中，浸滲料由質量比為5～10:1的單質金屬粉和nh4cl粉混合而成，中空多孔鎳基體和浸漬料的質量比為2～5:1。
16、優選的，步驟(5)中，浸滲溫度為1000～1200℃，浸滲時間為8～14小時。
17、優選的，步驟(6)中，每道次軋制下壓量為0.5～2mm，軋制的最終密度為3～7g/cm3。
18、一種中空鎳合金透氣多孔材料，通過以上方法制備得到。
19、有益效果
20、(1)本專利技術中，脫脂棉經過高溫碳化后產生的脫脂棉炭化纖維表面呈螺旋狀，比表面積更大，形狀雜亂、卷曲，纖維在三維空間互相纏繞勾結，有利于燒結形成更高強度的多孔材料。
21、(2)本專利技術中，脫脂棉炭化纖維經過電鍍可以形成1～3μm厚的鍍層，比傳統的膠粘纖維等碳纖維能夠實現的鍍鎳厚度大，為進一步燒結成鎳坯提供了優勢。
22、(3)本專利技術中，采用干法制坯，避免了濕法制坯時纖維沉降或漂浮導致的混合不均勻問題，也避免了球磨等制坯方法對纖維的破壞，可以有效保證鍍鎳纖維的均勻分布，從而保證制坯效果。
23、(4)本專利技術中，采用濕氫燒結的方式，去除碳芯的同時保留了完整的空心纖維結構，所制備的鎳鉻透氣材料比傳統的鎳鉻多孔材料具有更低的密度和更好的滲透性。
24、(5)本專利技術通過鍍鎳-濕氫燒結-固相浸滲的方法得到中空鎳合金透氣材料，相比傳統鎳合金粉制備的多孔材料，該材料具有更高的比強度和透氣性。為金屬透氣材料在航空航天高溫發汗冷卻的應用提供了新思路，擴大了傳統金屬透氣材料的應用范圍。
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1.一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：方法步驟包括：
2.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，碳化溫度為900～1000℃，保溫時間為5～6小時。
3.如權利要求1或2所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述脫脂棉炭化纖維的長度為0.3～1.5mm，直徑為1～10μm。
4.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，鍍鎳時，鍍液選用瓦特液，鍍鎳電壓為5～20V，電流為30～60A，時間為1～5h。
5.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，氫氣流量為2～5L/min，水蒸氣流量為1～3L/min。
6.如權利要求1或5所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，所述多孔鎳基體的密度為0.8～1g/cm3。
7.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，浸滲料由質量比為
8.如權利要求1或7所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，浸滲溫度為1000～1200℃，浸滲時間為8～14小時。
9.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(6)中，每道次軋制下壓量為0.5～2mm，軋制的最終密度為3～7g/cm3。
10.一種中空鎳合金透氣多孔材料，其特征在于：通過權利要求1～9任意一項所述方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：方法步驟包括：
2.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，碳化溫度為900～1000℃，保溫時間為5～6小時。
3.如權利要求1或2所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述脫脂棉炭化纖維的長度為0.3～1.5mm，直徑為1～10μm。
4.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，鍍鎳時，鍍液選用瓦特液，鍍鎳電壓為5～20v，電流為30～60a，時間為1～5h。
5.如權利要求1所述的一種中空鎳合金透氣多孔材料的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，氫氣流量為2～5l/min，水蒸氣流量為1～3l/min。
6.如權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳為為，魏曉霖，李冬琴，黃池宇浩，何鑫，房家旭，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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