国外对于铁铝金属间化合物的研究可以追溯到上个世纪，因为那个时候腐蚀是材料损坏最常见的方式之一，而铁铝化合物的耐腐蚀性引起了科学家的兴趣，如N。Zieger等研究出的Fe-Al系化合物的R特性。20世纪六、七十年代，Marciknowski和布朗等科学家合金的滑移、位错、变形行为做了大量研究。日本的Aoki和Izumi于1979年发现了，由于硼的加入，Ni-Al金属间化合物的塑性得到了很好的改善。80年代后，美国国家橡树岭实验室对铁铝系金属间化合物做了许多研究，重点在它的环境脆性和低温塑性，也正是美国实验室对其深入的研究，大大推进了铁铝合金的实用化进程[7]。

我国的科研能力相对落后，所以对铁铝化合物的研究起步较发达国家晚了几十年。但我们相关部门对其还是很重视的，早前就将其列入国家高新技术研究发展计划，国内一些知名高校和金属研究所也对其制备及性能做过研究，并完善了里面的一些不足。我国也注意理论与实际相结合的重要性。例如东南大学的孙扬善教授对Fe3Al的合金化进行了研究，发现添加微量稀土元素Ce改善合金的室温强度和塑性；并且我国在Fe3Al制备双滑动阀导轨、电加热棒方面取得创新成果[8]。我们接下来，不仅要在理论方面加以研究，也要注意它的使用程度，不能与实际结合的研究都是毫无意义的。

因为科技的飞速发展，电子扫描透镜等一系列分析仪器是我们能够仔细地观察材料的微观组织形貌，对材料的理解也能更进一步。我们也需要注意的是，铁铝金属间化合物也不是一昧的全是优点，它也有自己的弊端，目前研究出来最主要的两个弊端就是环境脆性和高温下强度急剧下降。曾有研究指出，它的环境脆性是Al原子与环境中的H+发生反应产生氢脆引起的，而高温下，金属的有序性降低从而导致了强度的下降[9]。83336

1Fe-Al间金属化合物结构特点

我们常在文章中见到的铁铝金属间化合物一般为Fe3Al,FeAl,FeAl2,Fe2Al5,FeAl3。在本实验中我们因时间和材料制约，只研究了其中的Fe3Al。Fe3Al金属间化合物是含铝量在25～35at%的Fe-A1合金，图1-1是Fe-Al的二元相图（局部），图1-2是B2和D03的有序结构的晶胞[10]。室温下的Fe3Al合金一般为D03结构，但是它的结构不是稳定不变的，温度的升高或者铝含量的增加，都会促使D03结构向B2结构或者α

（A2）结构，与此同时，该相变不伴随体积能量的变化，只是单纯的一些物理量的变化，所以我们也称这种相变为二级相变。由图1-1我们可以得知，这个转变的温度大约在550℃。Fe3Al金属间化合物的熔点在1500℃以上，所以能适应高温下的工作环境。Fe-Al的含铝量在35～50at%，为B2结构，它的密度比我们的Fe3Al甚至还要低，高温下的抗氧化性，耐腐蚀性都要更好[11]，但在本文中只作简单介绍。论文网

图1-1Fe-A1合金的局部相图 图1-2B2和D03有序结构晶胞

2室温力学性能

说到Fe-Al金属间化合物的缺点就不得不说它的环境脆性，室温下的Fe3Al合金表现出来的差的力学性能导致了在工业上的应用受到了阻碍。它在室温下的延展性差，极易发生脆性断裂，这都是实际应用中最不希望出现的问题。早先人们以为这只是材料自己本身结构性质导致的，直到我国著名材料科学家刘锦川先生通过研究发现，在真空环境下，Fe3Al合金的力学性能比之大气环境下的有很大提高[12]。他通过更进一步的研究提出，Fe3Al合金的环境脆性是由于合金中的铝元素与水汽中的H发生反应所引起的，反应式为2Al＋3H2O→Al2O3＋6H，分子是运动的，氢离子会慢慢融进材料内部，引起氢脆，发生断裂。但是我们也可以通过合金化的方法来改善Fe3Al的力学性能，格里森曾作出研究[13]，合金元素的加入有利于提高室温下的Fe3Al的塑性。室温下Fe3Al显现的环境脆性是我们要解决的难题之一，因为这是材料使用时面对的最轻松的环境了，如果这种条件下用Fe3Al制得的产品不能很好的服役，将会给我们人身安全带来威胁，造成国家资源的损失。当然也有许多其他诸如改变材料本身结构的方法来改善脆性，但时间和能力有限，我们在此不作过多讨论[14]。