專(zhuān)利名稱(chēng)：用于內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天飛行器姿、軌控推力器熱控設(shè)施中的電熱材料及其制備方法，具 體為一種用于內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)航天科技集團(tuán)公司于二十世紀(jì)末開(kāi)始發(fā)射一系列包括對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星和飛船 等空間飛行器，部分為低軌道、長(zhǎng)壽命、三軸穩(wěn)定對(duì)地觀察衛(wèi)星，目前該類(lèi)衛(wèi)星多采用單組 元推進(jìn)劑(肼)催化分解式推力器進(jìn)行姿態(tài)和軌道調(diào)整，而在肼的催化分解中，對(duì)催化劑要 求苛刻，不僅需要其具有催化活性和大的表面積，而且要求耐高溫、抗熱震、不易毒化，通常 采用表面鍍有貴金屬材料的多孔陶瓷顆粒。但在冷啟動(dòng)的條件下，這種催化劑極易粉化， 催化劑的損傷極大地限制了推力器的工作壽命。此外，在肼催化分解為氫、氮、氨氣時(shí)為放 熱反應(yīng)，受催化劑條件制約其反應(yīng)速度有限且存在一定的離解度，同時(shí)氨在進(jìn)一步分解時(shí) 為吸熱反應(yīng)，從而降低燃?xì)鉁囟仁雇屏ζ餍屎捅葲_均下降。目前，單組元肼催化分解式 推力器的真空比沖僅為2200 2300N · s/kg，燃料反應(yīng)效率為20 30%，催化劑制約推 力器的壽命；而采用單組元肼電熱直接熱分解式推力器(電熱肼推力器)，其真空比沖可達(dá) 2900N · s/kg，燃料反應(yīng)效率在40%以上，且免用催化劑。我國(guó)對(duì)電熱肼推力器的研制還處 于起步階段。
現(xiàn)有電熱材料主要為線材、帶材、輻射管電熱元件和金屬管狀電熱元件，主要 采用冶金和冷熱加工成型及焊接的方法制備，還未見(jiàn)網(wǎng)狀多孔電熱材料的制備技術(shù)，國(guó) 夕卜 Heeman Choe 等人[Heeman Choe, et al, Synthesis, structure, and mechanical properties ofN1-Al and N1-Cr-Al superalloy foams, Acta Materialia,2004(52) 1283-1295]對(duì)塊體的低孔隙率的泡沫鎳進(jìn)行滲鉻和滲鋁處理，但并未考察其電熱性能和成 型性，且無(wú)法在形狀復(fù)雜的非塊體或非板狀多孔材料上均勻滲金屬，而電熱材料成分均勻 性是獲得高電阻率和化學(xué)穩(wěn)定性的保證。由于加熱器空間狹小、形狀復(fù)雜的特殊要求，網(wǎng)狀 多孔電熱材料的制備無(wú)法采用常規(guī)的方法制備。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種用于內(nèi)置式多孔加熱器的 網(wǎng)狀多孔電熱材料及其制備方法，該制備方法制備的網(wǎng)狀多孔式電熱材料為內(nèi)置式多孔加 熱器一體化發(fā)熱芯提供獨(dú)特的高效電熱材料，是內(nèi)置式多孔加熱器設(shè)計(jì)和實(shí)施的基礎(chǔ)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種用于內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料，所述網(wǎng)狀多孔電熱材料為或 網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料；網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料中鉻的質(zhì)量百分含量為18 35% ;網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料中鉻的質(zhì)量百分含量為18 35%，鋁的質(zhì)量百分含量 為2 10%。
所述網(wǎng)狀多孔電熱材料由相互連通的中空薄壁金屬棱構(gòu)成三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)；其孔隙相互連通、分布均勻；為90 98%，孔徑尺寸為90 110PPI。
一種用于內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料的制備方法為泡沫鎳板加工為 條形螺旋狀的泡沫鎳后，將條形螺旋狀的泡沫鎳采用固相滲鉻法滲鉻并真空熱處理，獲得 網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料；或者將條形螺旋狀的泡沫鎳采用固相滲鉻、再滲鋁并真空熱 處理，獲得網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料。
所述泡沫鎳板由聚氨酯泡沫經(jīng)過(guò)導(dǎo)電化處理、電鍍和還原燒結(jié)制成；泡沫鎳板加 工為細(xì)條形后，根據(jù)內(nèi)置式多孔加熱器的結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)，確定繞制螺徑和螺距，將其纏繞 成螺旋狀，制成條形螺旋狀泡沫鎳。
泡沫鎳固相滲鉻法即為粉末包埋滲鉻法，粉末包埋滲鉻法在管式高溫爐中進(jìn)行， 其中:溫度950 1100°C，保溫時(shí)間10 60min，滲劑由氧化鋁粉(1200目)、鉻粉(300目) 和氯化銨(分析純)混合后并經(jīng)充分研磨而成，氧化鋁粉、鉻粉和氯化銨的重量百分為含量 為(70 83) (15 25) (2 5)。
所述固相滲鋁法即為粉末包埋滲鋁法，在條形螺旋狀的泡沫鎳經(jīng)固相滲鉻后再 進(jìn)行固相滲鋁，粉末包埋滲鋁法在管式高溫爐中進(jìn)行，其中溫度700 800°C，保溫時(shí)間 10 40min，滲劑由氧化鋁粉(1200目)、鋁鎳合金(化學(xué)純)和氯化銨(分析純)混合后 并經(jīng)充分研磨而成，氧化鋁粉、鋁鎳合金和氯化銨的重量比例為(80 83) : 15 : (2 5)。
所述粉末包埋法滲鉻和滲鋁時(shí)，首先用機(jī)械泵抽真空30min，去除管式高溫爐、管 路和滲劑中的氧氣，再通入保護(hù)性氣體(純氬氣)，同時(shí)對(duì)保護(hù)性氣體進(jìn)行除氧和除水處 理。采用活性鎳除氧劑去除氧，采用4A分子篩去除水。滲鉻或者滲鋁時(shí)將滲劑和樣品裝載 在石英管或者氧化鋁管中，兩端用高硅氧布或者鎳箔封口。
所述真空熱處理方法為，將滲鉻或者滲鋁后的樣品放入真空爐中，真空度為(I 5) X10_3Pa，加熱到1000 1100°C后，保溫2 10h，然后隨爐冷卻至室溫，得到網(wǎng)狀多孔電 熱材料，冷卻速率由材料要求決定。
所述泡沫鎳板，依據(jù)內(nèi)置式多孔加熱器的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)，確定其規(guī)格和尺寸。
本發(fā)明制備的網(wǎng)狀多孔電熱材料應(yīng)用于航天飛行器姿、軌控推力器熱控裝置所用 的內(nèi)置式多孔加熱器一體化發(fā)熱芯中。
本發(fā)明的有益效果是
1、內(nèi)置式多孔加熱器將應(yīng)用于航天飛行器姿、軌控推力系統(tǒng)，推力劑通過(guò)內(nèi)置式 多孔加熱器的發(fā)熱材料，迅速被加熱(或發(fā)生化學(xué)反應(yīng))，再?gòu)睦邍姽車(chē)姵?。因此?nèi)置式 多孔加熱器的發(fā)熱材料必須具備高孔隙率(且孔隙相互貫通)和大比表面積的性能，常規(guī) 材料無(wú)法滿足此要求。為此發(fā)明了用于內(nèi)置式多孔加熱器一體化發(fā)熱芯的網(wǎng)狀多孔電熱材 料及制備技術(shù)，制備的網(wǎng)狀多孔電熱材料能滿足航天飛行器姿、軌控推力系統(tǒng)的要求。
2、本發(fā)明以泡沫鎳為網(wǎng)狀多孔電熱材料的制備基礎(chǔ)，泡沫鎳具有超高孔隙率 (90%以上)，大的比表面積，良好的成型性以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特性。通過(guò)粉末包埋法滲鉻 或滲鉻后再滲鋁以及真空熱處理，能得到電熱性能優(yōu)良的并具有大的比表面積的網(wǎng)狀多孔 鎳鉻合金和鎳鉻鋁合金電熱材料。
3、采用數(shù)控線切割機(jī)床將泡沫鎳板切割為細(xì)條，然后纏繞為螺旋狀，這樣能在有 限的空間里制備較長(zhǎng)的電熱材料，使其具有較高的電阻，滿足內(nèi)置式多孔加熱器電阻值的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
4、網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料具有高電阻率、高孔隙率、大比表面積，使用溫度 高，韌性好，易于成型等優(yōu)點(diǎn)；與之相比，網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金材料的韌性稍差，但由于表面 易形成氧化鋁，使其與各種氣氛(氧氣、氨氣等)具有更好的相容性。
5、采用固相滲鉻和滲鋁以及真空熱處理的方法制備內(nèi)置式多孔加熱器一體化發(fā) 熱芯的網(wǎng)狀多孔電熱材料，其工藝成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低。


圖1為本發(fā)明兩種電熱材料的制備工藝流程；其中，(a)為網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱 材料的制備工藝流程；(b)為網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金兩種電熱材料的制備工藝流程。
具體實(shí)施方式
內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料制備技術(shù)的具體工藝如下(參見(jiàn)圖1):
一、網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料的制備
1、泡沫鎳板的準(zhǔn)備及處理
依照泡沫加熱器內(nèi)部空間大小及技術(shù)指標(biāo)要求，通過(guò)計(jì)算，確定泡沫鎳板的規(guī)格， 即面密度、孔徑、厚度、孔隙率等，確定泡沫鎳的表觀電阻率，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的泡沫鎳板。采 用數(shù)控線切割機(jī)床將其加工為所需尺寸的細(xì)條形，在切割的過(guò)程中需要保證泡沫鎳板保持 平整，保證條狀泡沫鎳的尺寸的均勻性；采用自來(lái)水作為切割液，盡量避免泡沫鎳的污染， 手動(dòng)進(jìn)給，提高切割速率。泡沫鎳切割完后將其纏繞為螺旋狀，然后再加入到含金屬洗滌 劑的沸水中清洗30min,隨后用清水沖洗IOmin,用清水在超聲波中振蕩IOmin,最后用石油 醚超聲振蕩20min ;在烘箱中烘干，然后樣品稱(chēng)重，測(cè)量電阻值，測(cè)量尺寸，計(jì)算表觀電阻率 等；放置在干燥箱中備用。
2、配置滲鉻滲劑
粉末包埋滲鉻法所用滲劑組成為1200目的高純氧化鋁粉、300目的高純鉻粉和 分析純的氯化銨混合并充分研磨，其質(zhì)量配比為(70 83) (15 25) (2 5)(為 70 25 5,72 25 3,73 25 2 ；80 15 5,82 15 3,83 15 2等)，研 磨后的滲劑在120°C下烘烤2h，然后密封于干燥箱中備用。
3、粉末包埋法滲鉻
將條形螺旋狀泡沫鎳完全包埋在滲鉻滲劑中，壓緊實(shí)，使泡沫鎳與滲劑充分接觸 并封裝在石英管中，兩端用高硅氧布或者多層鎳箔封口。將石英管放置在管式高溫爐的中 央，先用機(jī)械泵抽真空30min，去除管式高溫爐、管路和滲劑中的氧氣；然后通入純氬氣作 為保護(hù)氣體，且采用活性鎳除氧劑除氧和4A分子篩除水。升溫制度為，以10°C /min的升 溫速率升到300°C，保溫30min，去除滲劑中的水分；然后仍以10°C /min的升溫速度升到 950 1100°C (為 950°C、1000°C、1050°C或 1100°C )，保溫 10 60min ;隨爐冷卻至 200°C 后可以關(guān)閉氬氣，冷卻至室溫后將樣品取出用自來(lái)水沖洗；隨后用蒸餾水在超聲波中振蕩 30min，干燥，稱(chēng)重，測(cè)量電阻及尺寸等。獲得鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18 35%的網(wǎng)狀鎳鉻材料。
4、滲鉻后的真空熱處理
由于泡沫鎳?yán)獗诤穸炔煌?，不同?guī)格泡沫鎳樣品滲鉻后，相同鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)的網(wǎng)狀鎳鉻合金可能成分分布并不均勻；而電熱材料成分的均勻性是獲得高電阻率和良好化學(xué)穩(wěn)定性的保證，因此需要進(jìn)行均勻化處理。將滲鉻后的樣品放入真空爐中，真空度為(I 5) X10_3Pa，加熱到1000 1100°C，保溫2 IOh ;隨爐冷至室溫，取出樣品后清洗，干燥，稱(chēng)重，測(cè)量電阻等。得到鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18 35%的網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料。
二、網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料的制備
1、材料的準(zhǔn)備
將固相滲鉻后未經(jīng)真空熱處理的網(wǎng)狀多孔鎳鉻材料用蒸餾水在超聲波中振蕩 30min干燥,備用。
2、配置滲鋁滲劑
粉末包埋滲鋁法所用滲劑組成為1200目的高純氧化鋁粉、化學(xué)純的鋁鎳合金粉和分析純的氯化銨混合并充分研磨，其質(zhì)量配比為(80 83) 15 (2 5)(為 80 15 5,82 15 3,83 : 15 : 2等)；研磨后的滲劑在120°C下烘烤2h，然后密封于干燥箱中備用。
3、粉末包埋法滲鋁
將螺旋狀網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金材料完全包埋在滲鋁滲劑中，粉末包埋法滲鋁的基本操作與上述粉末包埋滲鉻法相同，其保溫溫度分別為700°C、75(TC或800°C，保溫時(shí)間為 10 40min。冷卻至室溫后將樣品取出用水沖洗，隨后用蒸懼水在超聲波中振湯30min，干燥，稱(chēng)重，測(cè)量電阻及尺寸等。獲得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 10%鎳鉻鋁材料。4、滲鋁后的真空熱處理
滲鋁后網(wǎng)狀電熱材料的成分分布并不均勻，其力學(xué)性能差，穩(wěn)定性不高，且其電阻率大為降低，因此需要進(jìn)行均勻化處理。將滲鋁后樣品放入真空爐中，真空度為(I 5) X l(T3Pa，快速加熱到 1000 1100。。(為 1000°C、1050°C或 1100°C等)，保溫 2 IOh ;水冷或者空冷冷卻至室溫，取出樣品后清洗，干燥，稱(chēng)重，測(cè)量電阻等。得到鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 10%的網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料。
以下結(jié)合具體實(shí)施例詳述本發(fā)明。
以單組元電熱肼推力器所需的一種內(nèi)置式多孔加熱器為例，根據(jù)加熱器內(nèi)部尺寸和所需工作電阻值，通過(guò)計(jì)算和多種工藝的對(duì)比，選擇泡沫鎳作為網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)架基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)粉末包埋法滲鉻和滲鋁以及真空熱處理能保證獲得穩(wěn)定、可靠且符合性能指標(biāo)的網(wǎng)狀多孔電熱材料。
實(shí)施例1
鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料的制備
內(nèi)置式多孔加熱器其內(nèi)部尺寸僅為Φ15Χ25πιπι，而在該空間內(nèi)的網(wǎng)狀多孔電熱材料的電阻要達(dá)到36. 5±3. 5Ω。選用面密度為320g/m2、孔徑為110PP1、孔隙率為97. 6%、 尺寸為IOOOmmX 500mmX1. 5mm的泡沫鎳板，電阻率約為8. 66 μ Ω . m。用數(shù)控線切割機(jī)床將其加工成IOOOmmX1. 2mmX1. 5mm的細(xì)條，然后在Φ1. Omm的細(xì)陶瓷管上纏繞為螺旋狀，其螺距為O. 5mm,螺徑為1. Omm,條形螺旋狀泡沫鎳的總長(zhǎng)度在220_左右。清洗干燥，稱(chēng)重， 測(cè)量電阻，電阻值約為4. 5 5. O Ω。
在1000°C下保溫滲鉻。所用滲劑組成為1200目的高純氧化鋁粉、300目的高純鉻粉和分析純的氯化銨混合并充分研磨，其質(zhì)量配比為73 : 25 : 2。首先用機(jī)械泵抽真空30min，然后對(duì)保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行除氧和除水處理，保溫時(shí)間30min ;隨爐冷卻至200°C 后關(guān)閉氬氣，至室溫后清洗干燥樣品，稱(chēng)重；計(jì)算鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 22% (能譜測(cè)量結(jié)果與此十分接近)，測(cè)量電阻及尺寸，電阻值約為42 50 Ω，計(jì)算電阻率為85 90 μ Ω . m ; 隨后將滲鉻后的樣品放入真空爐中，真空度為5X10_3Pa，以10°C /min的升溫速率升溫至 1100°C，保溫6h ;隨爐冷卻至室溫，清洗干燥后，得到鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料。
經(jīng)測(cè)量其電阻值約為45 55 Ω，計(jì)算電阻率為90 96 μ Ω . m，孔隙率約為 96. 3% ;截取電阻值在36. 5土 3.5Ω的一段作為為內(nèi)置式多孔加熱器一體化發(fā)熱芯的網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金發(fā)熱體。
實(shí)施例2
鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料的制備
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將固相滲鉻后未經(jīng)真空熱處理的網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金樣品放置在滲鋁滲劑中滲鋁，所用滲劑組成為1200目的高純氧化鋁粉、化學(xué)純的鋁鎳合金粉和分析純的氯化銨混合并充分 研磨，其質(zhì)量配比為82 15 3，其基本操作與實(shí)施例1中的操作相同。在750°C下保溫30min，冷卻后清洗干燥樣品，稱(chēng)重；計(jì)算鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 6%， 測(cè)量電阻及尺寸，電阻值約為15 19 Ω，計(jì)算電阻率為33 37 μ Ω.πι;隨后將滲鋁后的樣品放入真空爐中，真空度為5X10-3Pa，以30°C /min的升溫速率升溫至1050°C，保溫6h ； 水冷或者空冷至室溫，清洗干燥后，得到鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料。測(cè)量其電阻及尺寸，電阻值約為50 63Ω，計(jì)算電阻率為100 116 μ Ω. m，孔隙率約為96%;然后截取電阻值在36. 5 ±3.5 Ω的一段作為內(nèi)置式多孔加熱器一體化發(fā)熱芯的網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金發(fā)熱體。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料，其特征在于所述網(wǎng)狀多孔電熱材料為網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料或網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料；所述網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料中鉻的質(zhì)量百分含量為18 35% ;所述網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料中鉻的質(zhì)量百分含量為18 35%,招的質(zhì)量百分含量為2 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)狀多孔電熱材料，其特征在于所述網(wǎng)狀多孔電熱材料由相互連通的中空薄壁金屬棱構(gòu)成三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙相互連通、分布均勻；孔隙率為90 98%，孔徑尺寸為90 110PPI。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)狀多孔電熱材料，其特征在于所述網(wǎng)狀多孔電熱材料應(yīng)用于航天飛行器姿、軌控推力器熱控裝置所用的內(nèi)置式多孔加熱器一體化發(fā)熱芯中。
4.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的網(wǎng)狀多孔電熱材料的制備方法，其特征在于將泡沫鎳板加工為條形螺旋狀的泡沫鎳后，對(duì)條形螺旋狀的泡沫鎳采用固相滲鉻法滲鉻后進(jìn)行真空熱處理，獲得網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料；或者將條形螺旋狀的泡沫鎳采用固相滲鉻、再滲鋁后進(jìn)行真空熱處理，獲得網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述泡沫鎳板由聚氨酯泡沫經(jīng)過(guò)導(dǎo)電化處理、電鍍和還原燒結(jié)制成；采用數(shù)控線切割機(jī)床將泡沫鎳板加工為細(xì)條，隨后根據(jù)內(nèi)置式多孔加熱器的結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)，確定繞制螺徑和螺距，將其纏繞成螺旋狀，制成條形螺旋狀泡沫鎳。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述泡沫鎳的固相滲鉻法即為粉末包埋滲鉻法，該法在管式高溫爐中進(jìn)行；其中溫度950 1100°C，保溫時(shí)間10 60min，滲劑由氧化鋁粉、鉻粉和氯化銨混合后并經(jīng)充分研磨而成；氧化鋁粉、鉻粉和氯化銨的重量比例為(70 83) (15 25) (2 5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述固相滲鋁法即為粉末包埋滲鋁法，條形螺旋狀的泡沫鎳經(jīng)固相滲鉻后再進(jìn)行滲鋁，滲鋁在管式高溫爐中進(jìn)行；其中溫度700 800°C，保溫時(shí)間10 40min，滲劑由氧化鋁粉、鋁鎳合金粉和氯化銨混合后并經(jīng)充分研磨而成；氧化鋁粉、鋁鎳合金和氯化銨的重量比例為(80 83) 15 (2 5)。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于所述粉末包埋法滲鉻和滲鋁時(shí)，先用機(jī)械泵抽真空30min，以去除管式高溫爐、管路和滲劑中的氧氣，再通入純氬氣作為保護(hù)性氣體，同時(shí)需對(duì)保護(hù)性氣體進(jìn)行除氧和除水處理；采用活性鎳作為除氧劑除氧，4A分子篩作為除水材料；滲鉻或者滲鋁時(shí)將滲劑和樣品裝載在石英管或者氧化鋁管中，兩端用高硅氧布或者鎳箔封口。
9.按照權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述真空熱處理為將滲鉻或滲鉻滲鋁后的樣品放置在真空爐中，真空度為I 5X10_3Pa，加熱到1000 1100°C后，保溫2 10h，然后冷卻至室溫，得到網(wǎng)狀多孔電熱材料；冷卻速率由材料要求決定。
10.按照權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述泡沫鎳板，依據(jù)內(nèi)置式多孔加熱器的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)，確定其規(guī)格和尺寸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于內(nèi)置式多孔加熱器的網(wǎng)狀多孔電熱材料及其制備方法，該電熱材料的制備是將泡沫鎳板加工為條形螺旋狀的泡沫鎳后，對(duì)條形螺旋狀的泡沫鎳采用固相滲鉻法滲鉻后進(jìn)行真空熱處理，獲得網(wǎng)狀多孔鎳鉻合金電熱材料；或者將條形螺旋狀的泡沫鎳采用固相滲鉻、再滲鋁后進(jìn)行真空熱處理，獲得網(wǎng)狀多孔鎳鉻鋁合金電熱材料。所制備的電熱材料由相互連通的中空薄壁金屬棱構(gòu)成三維網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率高，孔徑尺寸和分布均勻，比表面積大；孔隙相互連通，透氣性好；薄壁金屬的厚度可控，能獲得很高的電阻率。該材料可用于制作內(nèi)置式多孔加熱器的一體化發(fā)熱芯。
文檔編號(hào)C22C19/05GK103002606SQ20111027856
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者段德莉, 張?jiān)聛?lái), 李曙, 丁筱筠, 趙宇航, 侯思焓, 易凡 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所