1。3 研究现状

1。4 Fe3Al 金属间化合物的制备方法

目前，金属间化合物有好多种制备方法。选择合理的制备方法对于金属间化 合物的性能有着重要的影响。国内外主要常用的有真空电弧熔炼法、机械合金化、 燃烧合成法、快速凝固法等等。

(1) 真空电弧熔炼 真空电弧是借助强电的作用而使金属融化，一般熔炼时采取较高的电流和较论文网

低的电压。真空电弧熔炼可以分为真空非自耗电弧熔炼和真空自耗电弧熔炼，二 者的主要区别在于电极是否消耗。而且真空自耗电弧熔炼应用的较为广泛一些， 其特点为可以生产大尺寸大吨位的零件，但缺点是制造电极比较困难。

(2) 机械合金化

机械合金化是金属原子在球磨机强大的动能下实现原子之间扩散，碰撞，反 应的过程。这是由 J。S。Benjamin 最先提出的利用高能球磨技术制备合金粉末,一般 采用干式球磨[30]。磨球与金属粉末在球磨作用下不断地碰撞，挤压，变形从而使 金属粉末的颗粒变得更加细小。在机械球磨作用下，不仅能使金属粉末混合地更 均匀，而且原子之间的相互碰撞反应进而得到我们需要的样品。若球磨时间过长， 则会导致金属粉末粘着在磨球表面，很难从磨球上分离下来，这是冷焊作用的结 果。利用机械合金化制备 Fe3Al 金属间化合物能够形成纳米级别粒径的金属粉末， 因此晶粒得到细化，使金属间化合物的强度及韧度得到了改善。机械合金化是一 种较为理想的制备 Fe3Al 的方法，其过程简单，操作方便，唯一的不足就是耗时 较长。

(3) 燃烧合成法 燃烧合成，也称自蔓延高温合成。即利用化学反应产生的反应热自加热和自

传导从而制备材料的新技术。A。G。Merzhanov 等发现了自蔓延高温合成现象[31]。 当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完成。自蔓延 高温合成燃烧的特点在于：其一，反应过程具有多米诺骨牌效应，极其迅速，一 旦触发很快就会完全反应；其二，节约能源，只是开始引燃的时候需要能量，从 而大大减少经济成本。

(4) 定向凝固法 定向凝固技术又称为定向结晶。是使金属或合金由液相中生长晶体的一种方

法。沿着特定方向设置金属凝固与凝固的温度梯度，沿着与热流方向相反的方向 进行凝固。定向凝固技术能够控制凝固的方向，减少横向晶界，从而得到柱状晶， 使合金材料的力学性能大幅度提高。A。S。Verin 等人研究了定向凝固技术对 Ni3Al 和 Fe3Al 金属间化合物结构、强度以及超塑性等的影响[32]，结果表明采 用定向凝固技术可以提高 Ni3Al 和 Fe3Al 金属间化合物超塑性以及强度，而且特 殊的微观结构使得抗腐蚀性和抗氧化性得到提高。

在本实验中 Fe3Al 的制备方法如下：机械合金化结合真空热压烧结技术。机 械合金化原理就是指在机械球磨的作用下，金属粉末不停的断裂、混合，使原子 互相渗透最后生成极细的粉末。因此是一种非常理想的制备合金粉末的技术。真 空热压烧结对于陶瓷，难熔金属等难烧结材料来说最常用的方法。热压烧结的原

理就是在较短时间内在外加压力的作用下让产品实现致密，而选择在真空条件下 烧结能够较好地排除杂质气体，保持较高的真空度。这样使致密过程中更加完美。

此制备方法的特点在于机械球磨过程能够使晶粒得到细化并且使金属的韧 性得到提高。同时机械球磨过程的操作简单、成本较低以及可以改善室温脆性， 使得室温脆性这一难题有望得到解决。而真空热压烧结过程是最重要的一个环 节，它影响到晶粒尺寸的大小，而该技术可以很好地控制烧结的过程。文献综述