CN112157265A - 一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属纤维多孔材料生产技术领域，提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法及设备。本发明将金属纤维松铺成纤维堆叠层，在无氧条件下，将金属纤维堆叠层两端加压并接入电源，使电流通过金属纤维，产生的焦耳热将金属纤维加热到烧结温度后进行电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。本发明针对传统方法制备金属纤维多孔材料过程中存在的能耗大、烧结时间长的不足，首次提出使用电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法，本发明提供的方法升温速率快、烧结时间短、能耗低，适用于制备各种厚度和孔隙率的金属纤维多孔材料。本发明还提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的设备，利用本发明的设备制备金属纤维多孔材料，操作简单，成本低。

Description

一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法及设备

技术领域

本发明涉及金属纤维材料制备技术领域，尤其涉及一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法及设备。

背景技术

金属纤维多孔材料具有渗透性能好、可再生、寿命长、高纳污的优点，目前已广泛应用于气体过滤、污水处理、石油化工和高效换热等领域。金属纤维多孔材料常见的制备方法是真空烧结法，通常是在800～1200℃真空状态下保温3～10h，加上升温和降温过程，烧结周期可能长达30个小时，这种方法制备金属纤维多孔材料存在能耗较大、烧结时间长等缺点。

公开号为CN109175363A的发明专利“一种放电等离子烧结制备金属纤维烧结毡的方法”提出了一种用放电等离子方法制备金属纤维毡的方法，金属纤维毛毡在高真空度和一定压强的预压条件下，通过放电等离子体对金属纤维进行加热，将金属纤维烧结成在一起。放电等离子烧结在粉末烧结中应用较为成熟，粉末颗粒接触紧密有利于产生放电等离子体，活化粉末颗粒，进而产生高温烧结在一起。但是，相较于粉末，金属纤维比表面积小，纤维之间的间隙不均匀，难以产生稳定的放电等离子效应，所以金属纤维毛毡内部温度不均匀，烧结质量较低。放电等离子体需要在小于10^-2的真空度下产生，生成条件苛刻。此外，放电等离子设备费用较高，需要昂贵的电源系统，且制备的试样尺寸较小，不具有工业应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法及设备。本发明提供的方法升温速率快、烧结时间短、能耗低、成本低，适用于制备各种厚度和孔隙率的金属纤维多孔材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法，包括以下步骤：

将金属纤维松铺成纤维堆叠层，在无氧的气氛条件下，在金属纤维堆叠层两端施加压力，同时将金属纤维堆叠层两端与电源连通，使电流通过金属纤维，产生的焦耳热将金属纤维加热到烧结温度后进行电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。

优选的，所述电源为直流-脉冲电流叠加电源或直流-交流叠加电源。

优选的，所述无氧的气氛条件为惰性气体保护气氛或真空。

优选的，所述电阻烧结过程中的通电制度通过以下方法确定：

测试金属纤维堆叠层的电阻率随压缩量的变化规律，根据电阻率确定金属纤维堆叠层在不同压缩程度时的电阻值，结合同质量的金属块体从室温升高至烧结温度需要的热量以及电热转化率确定通电制度。

优选的，所述电阻烧结包括依次进行的初始烧结阶段、稳定烧结阶段和最终烧结阶段；所述初始烧结阶段的电压为0～15V，电流密度小于5A/cm²，烧结时间为0.1～5min；所述稳定烧结阶段的电压为3～20V，电流密度为3～25A/cm²，烧结时间为2～15min；所述最终烧结阶段将电压值和电流值从稳定烧结阶段的电压值和电流值降低至0，烧结时间为0.05～2min；所述电阻烧结的总时间为3～20min。

优选的，所述金属纤维包括不锈钢纤维、铁铬铝纤维和哈氏合金纤维中的一种或几种，所述金属纤维的长度为5～60mm，直径为1～150μm。

优选的，所述加压条件的压力为0.5～8MPa，下压速率为1～12mm/min。

本发明还提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的设备，包括烧结室、烧结模具、电极、压缩装置、烧结气氛控制装置和电源，所述烧结模具、电极和压缩装置置于烧结室内部；

所述烧结模具顶部和底部为敞口，所述烧结模具包括模具外壳和设置在模具外壳内部侧壁上的绝缘衬底；

所述电极包括上电极和下电极，分别设置在烧结模具顶部和底部，且电极嵌于烧结模具的绝缘衬底内侧，不接触模具外壳；

所述压缩装置用于将上电极和下电极压入烧结模具内部，控制上电极和下电极之间的间距；

所述上电极和下电极分别通过导线与电源的正极和负极连接；

所述烧结气氛控制装置和烧结室连通。

优选的，所述模具外壳的材质为硬质石墨或耐热钢；所述绝缘衬底的材质为Al₂O₃绝缘陶瓷；所述电极为铜电极。

本发明还提供了一种利用权利上述方案所述的设备制备金属纤维多孔材料的方法，包括以下步骤：

将金属纤维松铺在烧结模具内部，形成金属纤维堆叠层；

使用烧结气氛控制装置将烧结室气氛处理成无氧环境，采用压缩装置将上电极和下电极压入烧结模具内，对烧结模具内的金属纤维堆叠层进行压制，同时将上电极、下电极和电源之间的电路接通，使电流通过金属纤维进行电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。

本发明提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法，包括以下步骤：将金属纤维松铺成纤维堆叠层，在无氧的气氛条件下，将金属纤维堆叠层两端施加压力，并将金属纤维堆叠层两端接入电源，电流流过具有电阻的金属纤维时产生大量焦耳热，彼此接触的金属纤维表面发生冶金结合，得到金属纤维多孔材料。本发明针对传统方法制备金属纤维多孔材料过程中存在的能耗较大、烧结时间长的不足，首次提出使用电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法，本发明提供的方法具有升温速率快、烧结时间短和能耗低等优点，适用于制备各种厚度和孔隙率的金属纤维多孔材料。

本发明还提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的设备，利用本发明的设备制备金属纤维多孔材料，操作简单、成本低。

附图说明

图1为本发明提供的电阻烧结制备金属纤维多孔材料的设备的结构示意图，图1中：1-烧结室，2-压缩装置，3-模具外壳，4-绝缘衬底，5-烧结气氛控制装置，6-电极，7-电源，8-金属纤维堆叠层；

图2为实施例1和实施例2中金属纤维堆叠层的电阻率随压缩程度的变化曲线。

具体实施方式

本发明提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法，包括以下步骤：

将金属纤维松铺成纤维堆叠层，在无氧的气氛条件下，在金属纤维堆叠层两端施加压力，同时将金属纤维堆叠层两端与电源连通，使电流通过金属纤维，产生的焦耳热将金属纤维加热到烧结温度后进行电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。

本发明将金属纤维松铺成纤维堆叠层。在本发明中，所述金属纤维优选包括不锈钢纤维、铁铬铝纤维和哈氏合金纤维中的一种或几种；所述金属纤维的长度优选为5～60mm，更优选为10～50mm，所述金属纤维的直径优选为1～150μm，更优选为10～120μm；所述金属纤维优选通过集束拉拔或切削法生产得到；本发明优选使用气流布毡机进行松铺；本发明对所述松铺的厚度没有特殊要求，在本发明的具体实施例中，根据目标金属纤维多孔材料的厚度以及孔隙率确定松铺的厚度的即可；本发明通过松铺使金属纤维均匀分布。

形成金属纤维堆叠层后，本发明在加压条件下，将金属纤维堆叠层两端接入电源，使电流通过金属纤维实现电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。在本发明中，所述加压的压力优选为0.5～8MPa，更优选为0.8～6MPa，下压速率优选为1～12mm/min。在本发明中，所述加压的下压量为金属纤维堆叠层初始厚度和目标金属纤维多孔材料厚度的差值。

在本发明中，所述接入电源的方法具体为：在金属纤维堆叠层的顶端和底端分别设置电极并将电极连接电源的正极和负极，加压时，使用加压装置对顶端和底端的电极施压。

在本发明中，所述电源优选为直流-脉冲电流叠加电源或直流-交流叠加电源，上述叠加电源中使用的直流电源优选为大电流低电压的电源，所述直流电源的电压可调范围优选为0～30V，电流可调范围优选为0～2000A；在通电烧结时，脉冲电源或交流电源的电压与直流电源的电压比值独立地优选为(1～1.05):1，脉冲电源或交流电源的电流优选为叠加总电流的1/10～1/2。在本发明中，所述直流电源的作用是产生焦耳热，脉冲电源或交流电源的作用是在金属纤维之间产生微放电及均匀分布电流。

在本发明中，所述电阻烧结无氧的气氛条件下进行，优选在惰性气体保护气氛或真空条件下进行；所述惰性气体保护气氛优选为氮气和/或氩气；所述真空条件的压强优选小于10Pa，更优选为10^-2～10Pa，进一步优选为10^-1～10Pa；本发明优选在保护气氛或真空条件下进行电阻烧结，能够避免金属纤维在烧结过程中被氧化，并且本发明对真空条件的要求不高，在10Pa以下即可，容易实现，不会造成成本的增加。

在本发明中，所述电阻烧结包括依次进行的初始烧结阶段、稳定烧结阶段和最终烧结阶段；所述初始烧结阶段的电压优选为0～15V，更优选为0～10V，电流密度优选小于5A/cm²，更优选为1～4A/cm²；所述稳定烧结阶段的电压优选为3～20V，更优选为3～15V，电流密度优选为3～25A/cm²，更优选为5～20A/cm²；所述最终烧结阶段将电压值和电流值从稳定烧结阶段的电压值和电流值降低至0。

在本发明中，所述电阻烧结的总时间优选为3～20min，更优选为5～15min；所述初始烧结阶段的时间优选为0.1～5min，稳定烧结阶段的时间优选为2～15min；所述最终烧结阶段的时间优选为0.05～2min。在本发明中，所述初始烧结阶段的目的是均匀分布电流，活化金属纤维表面；稳定烧结阶段主要是产生焦耳热，实现对金属纤维的电阻烧结；最后烧结阶段的目的是快速降温，避免烧结温度过高导致烧结晶粒粗大。

在本发明中，所述电阻烧结过程中的通电制度优选通过以下方法确定：

测试金属纤维堆叠层的电阻率随压缩量的变化规律，根据电阻率确定金属纤维堆叠层在不同压缩程度时的电阻值，结合同质量的金属块体从室温升高至烧结温度需要的热量以及电热转化率确定通电制度。

具体的，所述通电制度的确定过程为：将压缩过程中金属纤维堆叠层的最大电阻率记为ρ₁，最小电阻率记为ρ₂，根据公式1可以得到压缩过程中金属纤维堆叠层的最大电阻R₁和最小电阻R₂，按照公式2计算得到金属纤维堆叠层在压缩过程中的平均电阻值，记为R_m。

根据金属纤维的材质确定所需烧结温度，将烧结温度记为T₁，将室温记为T₂，根据公式3计算得到同质量的金属块体从室温升高至烧结温度需要的热量。

根据材料的电热转化率，由公式4计算得到对金属纤维进行烧结所需的总电能，将总电能记为E。根据烧结所需的总电能E以及预设的烧结时间t以及平均电阻值R_m，按照公式5计算烧结所需的平均功率和平均电流，根据平均电流、平均功率确定最终的烧结制度。

R＝ρL/s 公式1；

其中：R为电阻，单位为Ω；L为金属纤维堆叠层的厚度，单位为mm；s为金属纤维堆叠层的截面积，单位为mm²。

R_m＝(R₁+R₂)/2 公式2；

其中：R_m为平均电阻值，R₁为压缩过程中金属纤维堆叠层的最大电阻，R₂为压缩过程中金属纤维堆叠层的最小电阻值，单位均为Ω。

Q＝mC(T₁-T₂) 公式3；

其中：Q为同质量的金属块体从室温升高至烧结温度需要的热量，单位为J；m为金属块体的质量，单位为kg；C金属块体的比热容，单位为J/kg·℃；T₁为烧结温度，单位为℃；T₂为室温，单位为℃，按照25℃计算。

E＝Q/α 公式4；

其中：E为电能，单位为J；Q为根据公式3计算得到的热量，单位为J；α为电热转化率，％。

E＝P_mt＝I_m ²R_mt 公式5；

其中：E为根据公式4计算得到的电能，单位为J；P_m为平均功率，单位为w；t为烧结时间，单位为s；I_m为平均电流，单位为A；R_m为根据公式2计算得到的平均电阻，单位为Ω。

本发明对测试不同厚度的金属纤维堆叠层的电阻率的方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法进行测试即可。

本发明优选根据平均功率、平均电流以及烧结所需总电能确定烧结制度，在本发明中，所述烧结制度可以有多种，只要能满足烧结所需的总电能，使金属纤维顺利烧结即可。在本发明的具体实施例中，优选根据以下原则设计烧结制度：烧结过程的电流从0开始，逐渐增大至最大电流值，最大电流值优选设置为上述计算所得平均电流值的2倍，具体变化过程优选为：在初始烧结阶段：将初始烧结阶段的最高电流值记为I₁，0～I₁范围内，将电流快速升高，时间优选控制在30s内；在稳定烧结阶段：将整个电阻烧结过程的最大电流值记为I₂，在I₁～I₂范围内，每升高100A后保持30s，升高至I₂后，保持60s；在最后烧结阶段：在10s内将电流值从I₂降低至0；其中，I₁优选为I₂的1/5。

在本发明的具体实施例中，同一种材质的金属纤维仅需测试一次电阻率变化即可，制定好通电制度后，后续烧结过程中可直接使用。

本发明优选通过以上方法确定烧结制度，并将烧结过程分为三个阶段，能够使金属纤维快速烧结，具有升温速率快、烧结时间短、能耗低的优点。

本发明还提供了一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的设备，包括烧结室、烧结模具、电极、压缩装置、烧结气氛控制装置和电源，结构示意图如图1所示，图1中：1-烧结室，2-压缩装置，3-模具外壳，4-绝缘衬底，5-烧结气氛控制装置，6-电极，7-电源，8-金属纤维堆叠层；下面结合图1进行具体介绍。

本发明提供的设备包括烧结室。在本发明中，所述结模具、电极和压缩装置置于烧结室内部；本发明对所述烧结室没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的烧结室即可。

本发明提供的设备包括烧结模具。在本发明中，所述烧结模具顶部和底部为敞口，所述烧结模具包括模具外壳和设置在模具外壳内部侧壁上的绝缘衬底。在本发明中，所述模具外壳的材质优选为硬质石墨或耐热钢；所述绝缘衬底的材质为Al₂O₃绝缘陶瓷，所述绝缘衬底的厚度优选为3mm；本发明在内部侧壁上设置绝缘材料层，可以保证电阻烧结过程中电流完全通过金属纤维而不通过模具。

本发明提供的设备包括电极。在本发明中，所述电极包括上电极和下电极，分别设置在烧结模具顶部和底部，且电极嵌于烧结模具的绝缘衬底内侧，不接触模具外壳；所述电极优选为铜电极，更优选为水冷铜电极。

本发明提供的设备包括压缩装置。在本发明中，所述压缩装置优选为液压伺服装置，所述压缩装置用于精确控制电阻烧结过程中的压力以及下压速率，在应用时，所述液压装置用于将上电极和下电极压入烧结模具内部，控制上电极和下电极之间的间距，以实现对模具内部金属纤维堆叠层的压制。本发明对所述液压伺服装置没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的即可。

本发明提供的设备包括电源。在本发明中，所述电源优选为叠加电源，具体为直流和脉冲电流叠加的电源或直流和交流叠加的电源，具体和上述方案一致，在此不再赘述。

在本发明中，所述上电极和下电极分别通过导线与电源的正极和负极连接；在进行电阻烧结时，电流从烧结模具内部的金属纤维中通过，从而实现电阻烧结。

本发明提供的设备包括烧结气氛控制装置。在本发明中，所述烧结气氛控制装置和烧结室连通；所述烧结气氛控制装置优选为抽真空装置或气瓶，所述气瓶内气体优选为惰性气体。

本发明还提供了一种利用上述方案所述的设备制备金属纤维多孔材料的方法，包括以下步骤：

将金属纤维松铺在烧结模具内部，形成金属纤维堆叠层；

采用烧结室气氛控制装置，将烧结室气氛处理成无氧环境，压缩装置将上电极和下电极压入烧结模具内，对烧结模具内的金属纤维堆叠层进行压制，同时将上电极、下电极和电源之间的电路接通，使电流通过金属纤维实现电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。

在本发明中，所述松铺、压制、电阻烧结的具体条件均和上述方案一致，在此不再赘述。

电阻烧结完成后，本发明优选将烧结后的材料冷却，冷却后将所得金属纤维多孔材料从模具中取出即可。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

(1)在电阻烧结之前，首先需要确定电阻烧结的通电制度，具体做法为：

将质量为50g的不锈钢切削纤维(长度为15mm，直径为22μm)通过气流布毡机松铺在内径为82mm、长为100mm的刚玉模具中，将模具接入电阻率测试装置中，对金属纤维堆叠层加压，测量纤维电阻率随金属纤维堆叠层高度的变化曲线，所得结果如图2所示。根据图2可得，金属纤维堆叠层由5cm压缩至1cm的过程中电阻在0.001～0.1Ω之间，平均电阻按照0.05Ω计算。

相同质量的不锈钢块体材料从室温(25℃)升高到烧结温度(1025℃)需要的热量为23000J(Q＝mCΔT＝0.05×460×(1025-25)＝23000J)，电热转化率按照7％计算，则需要约330000J电能，按照平均电阻为0.05Ω和通电时间为300s进行计算，可得烧结过程的平均功率为1100W，平均电流为500A，根据平均功率和电流预设电阻烧结的通电制度如表1所示。

(2)采用图1所示装置通过电阻烧结制备金属纤维多孔材料，具体步骤如下：将50g不锈钢切削纤维松铺在烧结模具中，模具外壳采用硬质石墨材料，规格为Φ88×200mm(外径×高)，模具内嵌厚度为3mm的Al₂O₃绝缘陶瓷(即模具内径为82mm)，烧结模具两端分别设置有上电极和下电极，上电极、下电极分别和电源正极和负极连接，电极均采用水冷铜电极，开启压缩装置，将电极以6.66mm/min的速度压入模具中，使纤维由50mm压缩至10mm，目标金属纤维多孔材料的孔隙率设计为89％，开启烧结气氛控制装置使烧结室真空度降低至2Pa，接通电路进行电阻烧结，电源采用直流和脉冲叠加电源，脉冲电源频率为1000Hz、振幅为15V的正弦波电压，直流电源输出电压在0～20V之间，电流在0～2000A之间，在通电烧结时，脉冲电源的电压与直流电源的电压比值为1:1，脉冲电源的电流控制在叠加总电流的1/5，按照表1中的通电制度进行电阻烧结，通电结束后待试样冷却后取出。

通过上述步骤制备得到厚度为10mm、直径为82mm的切削不锈钢纤维多孔材料，烧结过程测试到试样边缘的最高温度为800℃，试样温度升高均匀，没有出现起弧和烧结不均匀现象，纤维之间形成较多烧结颈，烧结通电制度合理，烧结效果较好。

表1切削不锈钢纤维多孔材料电阻烧结通电制度

实施例2

(1)在电阻烧结之前，首先需要确定电阻烧结的通电制度，具体做法为：

将质量为50g的不锈钢集束拉拔纤维(长度为15mm，直径为22μm)通过气流布毡机松铺在内径为82mm、长为100mm的刚玉模具中，将模具接入电阻率测试装置中，对金属纤维堆叠层加压，测量纤维电阻率随金属纤维堆叠层高度的变化曲线，结果如图2所示。集束拉拔不锈钢纤维和切削不锈钢纤维的电阻率变化规律相似，在压缩后期电阻率稍高于切削纤维，由5cm压缩至1cm的过程中电阻在0.001～0.1Ω之间，鉴于两种纤维电阻变化规律非常相似，采用和实施例1相同的通电制度。具体的通电制度如表2所示。

(3)采用图1所示装置通过电阻烧结制备金属纤维多孔材料，具体步骤如下：将50g不锈钢集束拉拔纤维松铺在烧结模具中，模具采用硬质石墨材料，规格为Φ88×200mm(外径×高)，模具内嵌厚度为3mm的Al₂O₃绝缘陶瓷(即模具内径为82mm)，将水冷铜电极内嵌于模具内侧的绝缘陶瓷隔离层内，开启压缩装置，将电极以6.66mm/min的速度压入模具中，使纤维由50mm压缩至10mm，纤维多孔材料的孔隙率设计为89％，开启真空泵使烧结室真空度降低至2Pa，接通电路进行电阻烧结，电源采用直流和脉冲叠加电源，脉冲电源频率为1000Hz、振幅为15V的正弦波电压，直流电源输出电压在0～20V之间，电流在0～2000A之间，在通电烧结时，脉冲电源的电压与直流电源的电压比值控制在1.05:1范围内，脉冲电源的电流控制在叠加总电流的1/2范围内；按照表2中的通电制度进行电阻烧结，通电结束后待试样冷却后取出。

通过上述步骤制备出厚度为10mm、直径为82mm的集束拉拔不锈钢纤维多孔材料，烧结过程测试到试样边缘的最高温度为750℃，试样温度较慢，没有出现起弧和烧结不均匀现象，达到预设孔隙率。与切削纤维相比较，集束拉拔纤维在烧结过程中需要更高的功率，这是因为集束拉拔纤维能形成更多的烧结颈，需要更多的热量，烧结后集束拉拔纤维多孔材料力学性能和平整度也较优。

表2切削不锈钢纤维多孔材料电阻烧结通电制度

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的方法，包括以下步骤：

将金属纤维松铺成纤维堆叠层，在无氧的气氛条件下，在金属纤维堆叠层两端施加压力，同时将金属纤维堆叠层两端与电源连通，使电流通过金属纤维，产生的焦耳热将金属纤维加热到烧结温度后进行电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源为直流-脉冲电流叠加电源或直流-交流叠加电源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无氧的气氛条件为惰性气体保护气氛或真空。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电阻烧结过程中的通电制度通过以下方法确定：

测试金属纤维堆叠层的电阻率随压缩量的变化规律，根据电阻率确定金属纤维堆叠层在不同压缩程度时的电阻值，结合同质量的金属块体从室温升高至烧结温度需要的热量以及电热转化率确定通电制度。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述电阻烧结包括依次进行的初始烧结阶段、稳定烧结阶段和最终烧结阶段；所述初始烧结阶段的电压为0～15V，电流密度小于5A/cm²，烧结时间为0.1～5min；所述稳定烧结阶段的电压为3～20V，电流密度为3～25A/cm²，烧结时间为2～15min；所述最终烧结阶段将电压值和电流值从稳定烧结阶段的电压值和电流值降低至0，烧结时间为0.05～2min；所述电阻烧结的总时间为3～20min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属纤维包括不锈钢纤维、铁铬铝纤维和哈氏合金纤维中的一种或几种，所述金属纤维的长度为5～60mm，直径为1～150μm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加压条件的压力为0.5～8MPa，下压速率为1～12mm/min。

8.一种电阻烧结制备金属纤维多孔材料的设备，包括烧结室、烧结模具、电极、压缩装置、烧结气氛控制装置和电源，所述烧结模具、电极和压缩装置置于烧结室内部；

所述烧结模具顶部和底部为敞口，所述烧结模具包括模具外壳和设置在模具外壳内部侧壁上的绝缘衬底；

所述电极包括上电极和下电极，分别设置在烧结模具顶部和底部，且电极嵌于烧结模具的绝缘衬底内侧，不接触模具外壳；

所述压缩装置用于将上电极和下电极压入烧结模具内部，控制上电极和下电极之间的间距；

所述上电极和下电极分别通过导线与电源的正极和负极连接；

所述烧结气氛控制装置和烧结室连通。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模具外壳的材质为硬质石墨或耐热钢；所述绝缘衬底的材质为Al₂O₃绝缘陶瓷；所述电极为铜电极。

10.一种利用权利要求8或9所述的设备制备金属纤维多孔材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将金属纤维松铺在烧结模具内部，形成金属纤维堆叠层；

使用烧结气氛控制装置将烧结室气氛处理成无氧环境，采用压缩装置将上电极和下电极压入烧结模具内，对烧结模具内的金属纤维堆叠层进行压制，同时将上电极、下电极和电源之间的电路接通，使电流通过金属纤维进行电阻烧结，得到金属纤维多孔材料。

Images