Fe-Al金属间化合物现状及发展由于金属间化合物学术研讨会召开，引起各国材料学界对金属间化合物研究的重视，一些先进工业国家如美、日、欧洲诸国都有计划地组织了全国性的研究。铁铝金属间化合物由于具有优异的抗氧化和抗腐蚀性，相对低的密度，低廉的价格，可在高温和恶劣的环境下工作而备受关注。在过去的20 年里，对铁铝金属间化合物的研究主要集中在其抗氧化和腐蚀性、断裂脆性、合金设计等几方面。 68181

铁铝合金具有良好的耐高温腐蚀性能，但铁铝合金既是脆性材料，又具有较高的硬度，难以进行机械加工，故不能被广泛地应用于生产实践中。我国开展金属间化合物研究力量比较小，面比较窄，但比较集中。

2 Fe-Al金属间化合物制备与分析

⑴  高速电弧喷涂技术

高速电弧喷涂技术是90年代研制成功的新型热喷涂技术，采用高压空气通过拉乌尔嘴形成高速雾化气流， 实现高速射流电弧喷涂[12]。徐滨士院士等采用高速电弧喷涂技术在 20 钢表面原位合成了铁铝金属间化合物涂层，并研究了涂层的显微组织与性 能。结果表明，涂层具有较高的硬度、耐磨性和较低的孔隙率，且与基体有良 好的结合强度，降低了涂层的摩擦系数；涂层中 Fe3Al和 Fe-Al金属间化合物相 较高的高温强度和硬度能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂，从 而使Fe-Al涂层表现出优异的高温耐磨性[13–16]。论文网

然而，采用高速电弧喷涂技术所制备的Fe-Al涂层时，由于两种材料力学性能不匹配，涂层与基体有明显的界面，因此存在结合不良的问题。

(2)等离子喷涂技术

等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧作为热源， 以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。其喷涂原理是通过等离子喷枪(又称等离子弧发生器) 产生等离子射流(电弧焰流)。喷枪的钨电极(阴极) 和喷嘴(阳极) 分别接电源负极和正极(工件不带电)， 通过高频振荡器激发引燃电弧， 使供给喷枪的工作气体(Ar或N2 ) 在电弧的作用下电离成等离子体。由于热收缩效应、自磁收缩效应和机械收缩效应的联合作用， 电弧被压缩， 形成非转移型等离子弧。送粉流输送粉末喷涂材料进人等离子弧， 并被迅速加热至熔融或半熔融状态， 随等离子流高速撞击经预处理的基材表面， 并在基材表面形成牢固的覆盖层——喷涂层[17]。从而使零件被喷涂表面获得不同的硬度、耐磨、耐热、耐腐蚀、绝缘、隔热、润滑等各种特殊物理化学性能，以满足零件不同工作条件的要求。

但此工艺和高速电弧喷涂技术一样，由于两种材料力学性能不匹配，所制备的涂层容易剥落。

(3)  激光熔覆技术

激光熔覆技术是指以不同的添料方式(常用同步送粉法和预涂粉末法) 把预涂粉末放置在基体表面，利用高能激光束辐照基体表面，熔覆粉末和基体形成一薄层，这一薄层熔化并快速凝固成形，且熔覆层稀释度极低，因此熔覆层与基体冶金结合良好，从而明显提高基体的各种特性，如硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能[18-19]。王爱华、谢长生、聂继红[20]研究了铝合金表面激光熔覆Fe-Al青铜层的组织结构，发现激光熔覆Fe一Al青铜合金层的组织结构为:孪晶a-Cu+颗粒状(Cu、Fe、Si)9A14+少量的Cu3Al。

但采用激光熔覆技术所制备的合金层表面不平整，成分控制比较困难，同时合金层与基体结合界面处易产生裂纹。

(4)  热浸渗技术

热浸镀是一种将被镀材料（如钢铁或其他合金）浸入熔化的涂层金属液中，保持一段时间后取出，使之表面粘附一层金属涂层的工艺方法。这是一项使钢铁表面强化、表面防护和表面美化综合作用的防护手段。Shigeaki Kobayashi 等 [21]采用热浸铝加扩散处理在钢铁材料表面形成 Fe-Al 系金属间化合物层。采用热 浸渗的方法所制备的渗铝层往往由于Al含量较高致使涂层内 FeAl3、Fe2Al5 及 FeAl2 富Al的硬质脆性相含量较多，而且表面粗糙度也较大，往往需要后续加 工与处理。