Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 51 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 539.26: 621.762 ОСОБЕННОСТИ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ ПРИ СПЕКАНИИ ВЫСОКОПОРИСТЫХ ЯЧЕИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМЫ Fe-Cr-Al В.Г. ГИЛЕВ, канд. техн. наук И .Н. БАРЫШНИКОВ, аспирант ( ПНИПУ, г. Пермь ) Поступила 10 августа 2015 Рецензирование 29 апреля 2016 Принята к печати 15 мая 2016 Гилев В.Г. – 6140990, г. Пермь – ГСП, Комсомольский проспект, 29 Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: Xray@pm.pstu.ac.ru Высокопористый проницаемый ячеистый материал (ВПЯМ) на хромалевой основе перспективен в ка- честве носителя катализаторов глубокого окисления метана. Использование в качестве основы матери- ала жаростойких сплавов Fe-Cr-Al позволяет применять такие носители катализаторов при температурах до 900 о С на воздухе в среде газообразных продуктов сгорания. ВПЯМ-хромаль – основа для получения ката- лизаторов беспламенного горения метана для экологически безопасных теплогенераторов. Высокопористый ячеистый материал на хромалевой основе получают методами порошковой металлургии путем репликации пространственной структуры полимерного ячеистого материала. Материал получали из шликера на осно- ве смеси порошков карбонильного железа и лигатуры состава (вес.%) 20 % Fe – 60 % Cr – 20 % Al с добав- кой 1,5 % дисперсного порошка Co. Технология включает помол лигатуры, смешивание шихты, приготовление и нанесение на полимерный каркас шликера, предварительный отжиг в водороде со ступенчатым нагревом до 700 о С для деструкции и удаления полимера и окончательное спекание в вакууме при 1270 о С. Приведены результаты исследования фазового состава на различных стадиях получения ВПЯМ. После промежуточного отжига фиксируются три ОЦК-фазы, отличающиеся параметрами решетки. После оконча- тельного спекания остается только одна ОЦК-фаза твердого раствора хрома и алюминия в железе и присут- ствует примесь карбида хрома Cr 7 C 3 . Ключевые слова: высокопористые ячеистые материалы, хромаль, Fe-Cr-Al, беспламенное горение метана. DOI: 10.17212/1994-6309-2016-2-51-58 Введение Высокопористый ячеистый материал (ВПЯМ) на основе хромаля используется для создания энергетического каталитического реактора – па- рогенератора, работающего на газе, с блочным инфракрасным каталитическим тепловыделяю- щим элементом для производства тепла. Пласти- ны из ВПЯМ-хромаль при этом используются как теплоэнергетический элемент: каталитиче- ский реактор-парогенератор, позволяющий про- водить беспламенное глубокое окисление топли- ва при температурах в реакторе ниже 1000 °С, что практически полностью исключает обра- зование оксидов азота NО x , а также СО [1, 2]. ВПЯМ-хромаль являются альтернативой кера- мических ячеистых материалов [3]. Другим перспективным применением ВПЯМ системы Fe-Cr-Al являются структурированные носители катализаторов для превращения при- родного газа и биотоплива в сингаз и водород [4] и глубокого окисления метана [5, 6]. Рабочие температуры ВПЯМ-хромаль при этом лежат в среднем интервале температур (600…800 °C),