据中国联合钢铁网2014年11月24日讯 由于大部分无机膜与基体间的结合界面为物理机械结合，膜与基体的结合强度较低，且陶瓷基陶瓷膜的力学性能和抗热震性较差，而金属基陶瓷膜由于膜涂层与基体材料的热膨胀系数不同，涂层在冷却过程中会在结合界面产生热应力，当这些热应力过大时将会严重影响界面的结合强度，导致膜涂层质量下降甚至失效。
　　FeAl金属间化合物具有优异的抗高温氧化、硫化性能，兼具陶瓷和金属材料的优点，将其制备成多孔材料可解决高温腐蚀气氛的过滤净化难题；均质FeAl多孔膜材料，可有效解决目前无机膜领域存在的界面结合强度低以及高温腐蚀等极端环境下服役所面临的难题。采用Fe、Al元素混合粉末为原料，通过固相偏扩散、反应合成和烧结，可以制备出孔结构可控的具有单一FeAl相的金属间化合物多孔材料近净成形制品。为了达到过滤精度、过滤通量和多孔材料器件机械强度间的最佳匹配，制备具有梯度孔径结构的多孔膜材料是理想的选择。
　　最近，中南大学与企业合作以大通量、大孔径的FeAl金属间化合物多孔体作为支撑体，在其上制备一层小孔径的同质FeAl多孔膜。由于该多孔膜材料的基体与膜的材质相同，并因经历了高温反应合成过程，可获得具有冶金结合的高的界面结合强度，具备较高的耐反冲洗压力性能。他们以Fe、Al粉末为原料，采用粉末冶金和粉末湿法喷涂工艺，通过偏扩散/反应合成－烧结，制备出均质FeAl多孔膜材料。检测表明，所获得的FeAl多孔膜材料表面平整，无裂纹，膜层与基体间结合紧密，构成膜层的细粉颗粒有部分填充进入基体表层的大孔中，这一方面可以起到“扎钉”作用，提高膜层与基体间的结合强度，另一方面由于烧结过程中的反应造孔，填充进入基体表层大孔中的细粉颗粒会在烧结过程中生成新的孔隙，可减小膜层对材料渗透性的影响。
　　他们所制得的FeAl多孔膜材料显示出优异的高温性能。经550℃循环氧化40h后，膜厚分别为120、180 和260 μm的试样的质量变化率分别仅为1.87%、1.25%和0.25%。在高温氧化环境中，FeAl金属间化合物中的Al会发生选择性氧化，当材料中Al的质量分数高于10%，即可形成保护性的Al2O3膜。Al2O3膜的形成源于表面扩散，包括Al 原子向外扩散和氧气通过短扩散路径向内扩散。对于多孔FeAl材料，连通的开孔为空气向内扩散提供通道，与Al 发生选择性氧化，形成生长速度慢且具有保护性的Al2O3膜。对于FeAl多孔膜材料，Al2O3膜在氧化初期迅速形成，该氧化膜的生成阻碍了Al元素与O元素的接触，使其抗氧化能力增强，试样不再增重，这是该材料具有优异的抗氧化性能的原因。
　　目前已研发成功多种多孔膜过滤材料，如大孔径陶瓷基体上涂覆小孔径陶瓷膜，或多孔不锈钢基体上涂覆细孔陶瓷膜等，其中大孔径基体用以提高过滤通量和保证器件的力学性能, 膜材料用以保证过滤精度。