[发明专利]粉末烧结多孔过滤合金、其制备方法以及它的预压成型体

说明书

技术领域

本发明涉及烧结多孔过滤材料，具体涉及粉末烧结多孔过滤合金、该合金的制备方法以及用于制备该合金的预压成型体。

背景技术

申请人目前对粉末烧结多孔过滤材料的研究重点集中在材料应用领域的扩展、材料性能的改善、成孔机理的探究和制备工艺的优化等几个方面。在烧结多孔过滤材料应用领域的扩展中，大胆提出了针对一些特定且比较苛刻的应用环境开发出相应的能够满足此应用环境下的化学稳定性(如耐腐蚀性)要求并具有良好过滤性能的新材料。其意义在于，如果该类新材料一旦开发成功，就能够将精密过滤技术带入相应的领域，由此改变该领域的传统处理流程，其结果往往是对环境污染的极大改善以及长期的经济效益和社会效益的提升。但是，在新材料的开发过程中，除对材料成分的研究外，常常还会面临烧结多孔化过程中的诸多问题，例如：烧结致密化、烧结后材料曲折因子过大影响渗透性能、材料孔径难以控制等等。因此，一种新材料的成功开发常会相应涉及到在成孔机理、制备工艺等方面的创新。

发明内容

本发明旨在提供几种针对特定过滤体系(指待过滤物形成的物质体系，可以是液体体系或气体体系)表现出优异的化学稳定性和良好过滤性能的粉末烧结多孔过滤合金、该合金的制备方法以及制备该合金的预压成型体。

本发明的第一种粉末烧结多孔过滤合金，其基本是由按质量百分比计26～30％的Mo、0～2％的Fe、0～0.1％的Cr、0～0.02％的C、0～0.1％的Si、0～1％的Mn、0～5％的Al、0～1.5％的Ti以及余量的Ni所构成；用作液体过滤时其平均孔径不大于20μm且相对渗透系数不小于0.2m³/m²·kpa·h，用作气体过滤时其平均孔径不大于60μm且相对透气系数不小于80m³/m²·kpa·h。需要解释的是，上述术语“基本是由……所构成”，在本发明中的具体含义是指：该粉末烧结多孔过滤合金可以仅由上述这些元素构成；也可以在主要包含所述元素的基础上添加其他微量的、不会明显改变合金性能的元素，例如Nb、V、W、Y、Ta、Zr、Co等。而关于“相对渗透系数”和“相对透气系数”的具体含义将在具体实施方式中说明。

上述第一种粉末烧结多孔过滤合金的特点为：首先，该粉末烧结多孔过滤合金针对完全还原体系(即无氧化性离子存在，如Fe³⁺、Cu²⁺等)抗腐蚀性能十分优越；其次，能耐常压下任何温度、任何浓度盐酸的腐蚀；此外，在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能；另外也耐卤族催化剂的腐蚀。所述第一种粉末烧结多孔过滤合金比较适用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。

上述第一种粉末烧结多孔过滤合金中，Cr、C、Si、Mn、Al、Ti为可选组分。其中Cr、C、Si、Mn可根据合金具体所处的过滤体系进行添加以提高合金的化学稳定性。Al的主要意义在于添加后可在一定程度上降低合金的曲折因子。当合金能够满足过滤渗透性要求时，可以不加入Al；但在加入Al的情况下，由于在制备合金的高温烧结过程中Al会转变为液相进而促进粉末颗粒的流动，从而使烧结形成的孔道更为圆滑，由此降低合金的曲折因子。出于提高过滤渗透性的目的，所述Al元素的质量百分含量优选为1～5％，还可进一步优选为3～5％。另外，Ti的加入可以提高合金的高温热强度。在可能面对高温过滤体系时(例如300～800℃的高温气体过滤)Ti元素的质量百分含量优选为0.2～1％，进一步优选为0.5～1％。