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FeAl基多孔材料的制备及其性能的研究

作　者: 何元章
导　师: 徐宏；刘京雷
学　校: 华东理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: FeAl 多孔材料烧结机械合金化腐蚀
分类号: TF124.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多孔材料是一种性能优异的功能结构材料,被广泛应用于多种场合,如气体液体过滤、分离、煤气化、烟气过滤净化、催化剂载体等。在高温、氧化与硫化腐蚀等环境中常规的材质难以满足日益增加的工程需求。FeAl金属间化合物以其优良的抗高温腐蚀性能和机械加工性能而备受关注。本文采用元素粉未固相扩散+高温反应烧结工艺,实现了FeAl基多孔材料的可控制备。采用机械球磨的方法制备Fe/Al复合粉末,并进行一定的预合金化。通过DSC、XRD以及SEM等分析技术,研究了球磨时间、球磨转速等工艺参数对复合粉末演变的影响。深入研究了制备工艺参数对多孔材料的体积膨胀率、孔隙率、物相反应以及孔的成形的影响规律。搭建了高温氧化、高温硫化及多孔材料透过率实验装置,对所制备的FeAl基多孔材料性能进行了性能表征。研究表明,在600℃经50h空气氧化,FeAl多孔材料质量仅增加0.06%,远优于316L多孔材料0.15%的增重率；在600℃经60h硫化,FeAl多孔材料增重率仅为0.13%,远优于316L多孔材料5.3%的增重率。经测定,所制备的FeAl多孔材料最可几孔径8μm,气体渗透率可达0.7×10-12m2。采用元素粉末固相扩散+高温反应烧结工艺所制备的多孔材料具有优异的综合性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 引言  9
  1.2 高温腐蚀环境多孔材料研究现状  9-11
  1.3 FeAl金属间化合物  11-14
    1.3.1 金属间化合物简介  11
    1.3.2 FeAl金属间化合物性质  11-14
  1.4 机械合金化技术概述  14-15
    1.4.1 机械合金化原理  14
    1.4.2 影响机械合金化的主要因素  14-15
  1.5 自蔓延高温合成技术的研究进展  15-16
  1.6 本课题的研究内容  16-17
第2章实验材料与试验方法  17-24
  2.1 实验流程  17
  2.2 材料选择  17
  2.3 主要实验设备  17-22
  2.4 试样的显微观察与分析方法  22-24
    2.4.1 X射线衍射分析  22
    2.4.2 扫描电镜分析  22
    2.4.3 孔径分布分析  22
    2.4.4 孔隙率的测量  22-24
第3章机械球磨制备Fe/Al复合粉的研究  24-34
  3.1 引言  24
  3.2 实验方法  24
  3.3 实验结果及分析  24-33
    3.3.1 粉末粒度和形貌变化  24-29
    3.3.2 球磨粉末X射线衍射结果分析  29-31
    3.3.3 粉末微观组织结构观察  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 FeAl基多孔材料烧结工艺研究  34-54
  4.1 前言  34
  4.2 烧结坯压制成形  34-35
  4.3 反应烧结制备  35-37
  4.4 实验结果及分析讨论  37-50
    4.4.1 压坯压制压力对烧结多孔材料的影响  37-41
    4.4.2 球磨时间和烧结温度对烧结多孔材料的影响  41-50
  4.5 FeAl多孔材料的孔隙形成机理  50-53
    4.5.1 孔径分布  50-51
    4.5.2 孔隙形成机理  51-53
  4.6 本章小结  53-54
第5章 FeAl基多孔材料的性能及影响因素  54-63
  5.1 前言  54
  5.2 FeAl金属间化合物多孔材料抗氧化性能研究  54-56
    5.2.1 研究方法  54-55
    5.2.2 研究结果与讨论  55-56
  5.3 FeAl金属间化合物多孔材料抗硫化性能研究  56-58
    5.3.1 研究过程  56-57
    5.3.2 研究结果与讨论  57-58
  5.4 FeAl金属间化合物多孔材料透过性能研究  58-61
    5.4.1 研究方法  58-60
    5.4.2 实验数据计算  60-61
    5.4.3 研究结果与讨论  61
  5.5 本章小结  61-63
第6章结论  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
研究生阶段获得的科研成果和荣誉  69

FeAl基多孔材料的制备及其性能的研究

内容摘要

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