宋群玲,李瑛娟,滕 瑜,金青林,李芬锐,2

（1.昆明冶金高等专科学校 冶金材料学院,昆明 650033；2.昆明理工大学 材料科学与工程学院,昆明 650093）

金属-气体共晶定向凝固（也称为“Gasar”工艺）是一种利用氢气气体在金属固、液两相中的溶解度差制备规则多孔金属的新工艺[1]。该方法制备得到的多孔金属或合金内部气孔呈圆柱形且沿凝固方向定向排列，Gasar 多孔材料不仅具有传统烧结型和发泡型多孔材料的性能特点，还具有各向异性、较小的应力集中效应、独特的热学和电学特性[2-3]，通过调整工艺参数，制备得到的孔尺寸在数十微米范围之内，这种规则多孔材料的宏观尺寸气孔率可在10%～60%范围内、平均气孔直径可在10 μm～10 mm 范围内进行精确定量调控。因此该工艺制备得到的规则多孔材料在过滤器、自润滑轴承、气体分散器、热交换器等诸多领域都有重要的应用价值[4-7]。

目前，利用Gasar 工艺制备多孔材料的研究得到广泛的重视。Nakajima 课题组[2]在制备工艺方面进行深入研究，他们开发了模铸法、区熔以及连铸Gasar 装置；在Gasar 凝固理论方面，欧洲科学家采用数值分析的方法建立了气孔结构预测的综合模型[8]；李言祥课题组[9]建立气泡形核机制 ，得到了平均气孔率的理论计算公式以及制备 Gasar 多孔结构的工艺窗口；谢建新课题组[10]开展 Gasar多孔金属的压缩和拉伸力学性能的研究；周荣课题组[11]建立 Gasar 多孔铜的凝固温度场模型、研究Gasar 凝固的传热特点，首次将Gasar 工艺应用到多孔单相合金的制备上。

大量的研究表明，采用Gasar工艺制备多孔纯金属比较容易，已获得孔径排列规则的多孔Cu和Ag，却难以得到类似结构的合金[12]。……