[00138769]一种增强金属纤维多孔材料强度、消音特性的烧结方法

①课题来源与背景：金属纤维是金属材料领域的一个重要分支,是材料科学和纤维科学交叉发展的结果。由金属纤维烧结后的金属纤维多孔材料是当前材料科学中迅速发展,并兼具功能和结构双重属性的性能优异的新型工程材料,其轻质、高强的特点使之具有良好的应用前景,目前已广泛应用于航空航天、冶金机械、石油化工、电子通讯、化工化学、建筑交通、能源环保、国防军工、生物制药、核技术和海陆空武器装备等诸多领域。烧结是影响金属纤维多孔材料微结构的关键因素之一。与金属粉末多孔材料相比,金属纤维多孔材料中的金属纤维大多处于松装状态,金属纤维之间的搭桥现象严重,会造成纤维间真实接触的机会大幅度减小,使得金属纤维的烧结十分困难。采用传统的固相烧结法很难形成足够的结点,不能保证适宜的力学和物理化学性能。另外,与金属粉末多孔材料相比,由于金属纤维独特的外部几何特性和内部富含大量的变形储能,烧结结点的形成过程更为复杂,而且采用传统方法烧结后,金属纤维晶粒异常长大呈竹节状分布,致使金属纤维多孔材料的力学性能和耐腐蚀性能急剧下降。通过真空熔封、趁高温送入使迅速升温、趁高温取出使自然冷 却等工艺的设计,防止了纤维骨架晶粒异常长大的现象发生。但此方式工艺较为繁琐,真空熔封后再进行加热需要消耗更大的热能,成本较高,且制得的材料最终的特性仍达不到人们日益提升的性能要求。 ②技术原理及性能指标：（1）压制处理：将金属纤维多孔材料放入到液压机内进行压制处理,直至金属纤维多孔材料的孔隙率达到所需的要求为止,然后将压制后的金属纤维多孔材料取出备用;（2）预热保温处理：将步骤（1）压制处理后的金属纤维多孔材料放入到恒温箱内进行预热处理,期间同时进行超声波处理,20~25min后取出备用;（3）高温烧结处理：将步骤（2）处理后的金属纤维多孔材料立即放入到真空炉中进行烧结处理,先以230~240℃/min的速率将真空炉内的温度升至1050~1080℃,然后在此温度下保温处理4~6min,最后以140~160℃/min的速率将真空炉内的温度降至常温后将金属纤维多孔材料取出即可;在烧结处理期间还持续进行了He离子辐照处理。 ③技术的创造性与先进性：改善了金属纤维多孔材料的烧结方法,其工艺简单,各步骤搭配合理,加工处理成本较低,最终烧结成的金属纤维多孔材料具有很好的力学性能和耐腐蚀能力,且消音特性强,进一步拓展了其使用范围,极具市场竞争力和生产效益。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性： 本技术目前在企业的生产经营中广泛运用,技术成熟,在使用及应用过程中暂未发现安全性问题。 ⑤应用情况及存在的问题： 在运用过程中暂未发现问题。 ⑥历年获奖情况： 暂未获奖。 ⑦成果简介要向社会公开：该成果已经国家知识产权局授权为发明专利,并向社会公开。