[发明专利]一种多孔材料的制备方法

权利要求书

1.一种多孔材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

(1)将多孔材料的粉末颗粒加热使其形成表面熔化而内部保持固态的半熔颗粒；

(2)将基体表面加热到沉积温度，沉积温度为200～1500℃，使上述半熔颗粒碰撞沉积到基体表面，然后保持所沉积形成的沉积物的表面温度为上述沉积温度，继续使半熔粒子累加沉积，在半熔颗粒之间由于不完全填充作用而形成尺寸小于或相等于粉末颗粒的小尺度孔隙；

(3)通过控制半熔颗粒表面熔化程度和速度，使半熔颗粒碰撞到基体表面时液体部分向前流动到达该半熔颗粒与基体表面的接触界面部位周围并凝固，形成该半熔颗粒与沉积表面之间的有效结合；

(4)通过控制颗粒速度，使颗粒碰撞到沉积表面时通过液体凝固实现碰撞的原位沉积，而不是显著朝前滑动、朝后或侧面反弹；经过多个颗粒的随机沉积形成颗粒下侧的遮蔽效应，从而得到尺寸显著大于粉末颗粒的大尺度孔隙。

2.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的半熔颗粒通过以下方法获得：将一种高熔点颗粒材料与另一种低熔点材料构成复合材料，将其在热源中加热使低熔点材料熔化后形成的表面附有低熔点液体而内部保持为固态的半熔颗粒。

3.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述多孔材料为有机物、金属或者合金时，其沉积温度为0.3～0.5倍熔点；所述多孔材料为有机物或金属或合金为连续相的复合材料时，其沉积温度为0.3～0.5倍熔点；所述多孔材料为无机非金属时，其沉积温度在0.4～0.6倍熔点。

4.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的始于半熔颗粒表面的熔化层的厚度介于等效颗粒直径的百分之一到近三分之二。

5.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的半熔颗粒与基体碰撞时，处于半熔颗粒表面的熔化部分沿半熔颗粒表面流到接触区域附近，并将固态颗粒部分与碰撞点处的半熔颗粒通过液相形成牢固的连接。

6.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的粉末颗粒作为骨架并在其孔隙内部通过部分填充或完全填充的方式构成具有更小尺度孔隙的多孔材料。

7.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的粉末颗粒通过采用燃烧火焰、等离子、电弧、激光、感应中一种或几种方式进行加热。

8.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的高温采用加热颗粒的热源或采用火焰、电弧、等离子、激光、感应、电热、红外中的一种或几种进行加热。

9.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的粉末颗粒的平均尺寸从数微米到数百微米；

所述的粉末颗粒的粒度分布介于平均加减20％的范围；

所述的粉末颗粒的粒度为单峰分布或多峰分布；

所述的半熔颗粒的速度在0m/s至100m/s的范围，颗粒以较低的动能碰撞在基体表面上沉积；

所述的粉末颗粒为单一的氧化物、碳化物、氮化物或硅化物陶瓷颗粒；

所述的粉末颗粒为单一的金属或合金；

所述的粉末颗粒为熔点相近的金属与金属、金属与合金、合金与合金、陶瓷与陶瓷构成的混合材料或复合材料；

所述的粉末颗粒为实心颗粒或空心颗粒；

所述的半熔颗粒为空心颗粒的表面熔化层的厚度小于壳层厚度。

10.如权利要求1所述多孔材料的制备方法，其特征在于：

所述的多孔材料的孔隙为10％～99％；

所述的多孔材料为多孔涂层或多孔块材，厚度范围在几十微米至数厘米；

所述的半熔颗粒的沉积环境为大气气氛；

所述的半熔颗粒的沉积环境为的惰性气体保护气氛或真空；

所述的多孔材料根据要求进行后热处理或还原，对多孔材料的成分、力学性能进行调整改善。