目前已研發(fā)成功多種多孔膜過濾材料，如大孔徑陶瓷基體上涂覆小孔徑陶瓷膜，或多孔不銹鋼基體上涂覆細(xì)孔陶瓷膜等，其中大孔徑基體用以提高過濾通量和保證器件的力學(xué)性能, 膜材料用以保證過濾精度。由于大部分無機(jī)膜與基體間的結(jié)合界面為物理機(jī)械結(jié)合，膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度較低，且陶瓷基陶瓷膜的力學(xué)性能和抗熱震性較差，而金屬基陶瓷膜由于膜涂層與基體材料的熱膨脹系數(shù)不同，涂層在冷卻過程中會在結(jié)合界面產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)這些熱應(yīng)力過大時(shí)將會嚴(yán)重影響界面的結(jié)合強(qiáng)度，導(dǎo)致膜涂層質(zhì)量下降甚至失效。

　　FeAl 金屬間化合物具有優(yōu)異的抗高溫氧化、硫化性能，兼具陶瓷和金屬材料的優(yōu)點(diǎn)，將其制備成多孔材料可解決高溫腐蝕氣氛的過濾凈化難題；均質(zhì)FeAl多孔膜材料，可有效解決目前無機(jī)膜領(lǐng)域存在的界面結(jié)合強(qiáng)度低以及高溫腐蝕等極端環(huán)境下服役所面臨的難題。采用 Fe、Al 元素混合粉末為原料，通過固相偏擴(kuò)散、反應(yīng)合成和燒結(jié)，可以制備出孔結(jié)構(gòu)可控的具有單一 FeAl 相的金屬間化合物多孔材料近凈成形制品。為了達(dá)到過濾精度、過濾通量和多孔材料器件機(jī)械強(qiáng)度間的最佳匹配，制備具有梯度孔徑結(jié)構(gòu)的多孔膜材料是理想的選擇。

　　最近，中南大學(xué)與企業(yè)合作以大通量、大孔徑的FeAl 金屬間化合物多孔體作為支撐體，在其上制備一層小孔徑的同質(zhì)FeAl 多孔膜。由于該多孔膜材料的基體與膜的材質(zhì)相同，并因經(jīng)歷了高溫反應(yīng)合成過程，可獲得具有冶金結(jié)合的高的界面結(jié)合強(qiáng)度，具備較高的耐反沖洗壓力性能。他們以Fe、Al 粉末為原料，采用粉末冶金和粉末濕法噴涂工藝，通過偏擴(kuò)散/反應(yīng)合成?燒結(jié)，制備出均質(zhì)FeAl 多孔膜材料。檢測表明，所獲得的FeAl 多孔膜材料表面平整，無裂紋，膜層與基體間結(jié)合緊密，構(gòu)成膜層的細(xì)粉顆粒有部分填充進(jìn)入基體表層的大孔中，這一方面可以起到“扎釘”作用，提高膜層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度，另一方面由于燒結(jié)過程中的反應(yīng)造孔，填充進(jìn)入基體表層大孔中的細(xì)粉顆粒會在燒結(jié)過程中生成新的孔隙，可減小膜層對材料滲透性的影響。

　　他們所制得的FeAl 多孔膜材料顯示出優(yōu)異的高溫性能。經(jīng)550℃循環(huán)氧化40 h 后，膜厚分別為120、180 和260 μm 的試樣的質(zhì)量變化率分別僅為1.87%、1.25%和0.25%。在高溫氧化環(huán)境中，F(xiàn)eAl 金屬間化合物中的Al 會發(fā)生選擇性氧化，當(dāng)材料中Al 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于10%，即可形成保護(hù)性的Al2O3 膜。Al2O3 膜的形成源于表面擴(kuò)散，包括Al 原子向外擴(kuò)散和氧氣通過短擴(kuò)散路徑向內(nèi)擴(kuò)散。對于多孔FeAl 材料，連通的開孔為空氣向內(nèi)擴(kuò)散提供通道，與Al 發(fā)生選擇性氧化，形成生長速度慢且具有保護(hù)性的Al2O3 膜。對于FeAl 多孔膜材料，Al2O3 膜在氧化初期迅速形成，該氧化膜的生成阻礙了Al 元素與O 元素的接觸，使其抗氧化能力增強(qiáng)，試樣不再增重，這是該材料具有優(yōu)異的抗氧化性能的原因。