铁铝金属间化合物的研究进展

本文主要从晶体结构和位错组态两方面介绍了Fe Al及Fe3Al两种铁铝金属间化合物的物理化学性质。介绍了铁铝合金的两种制备方法:熔铸法和粉末冶金法。另外还分析了造成铁铝合金的室温脆性的原因及铁铝合金的研究现状。

无序化对有序铁铝金属间化合物磁性的影响

在平衡态时,化学计量比成份Fe3Al具有D03超结构,并表现出铁磁性,平均每个Fe原子的磁矩是1.7μB,而具有B2超结构的FeAl却是无磁的。利用快速凝固、冷加工处理、溅射和械合金化等非平衡加工技术可以使D03-Fe3Al和B2-FeAl等有序铁铝金属间化合物相无序化。本文利用固体与分子经验电子理论(EET)和Jaccarino-Walker模型对铁铝金属间化合物的磁性进行了计算,研究了无序化对Fe-Al有序相磁性的影响。结果表明:完全无序的Fe75Al25和Fe50Al50,每个Fe原子的平均磁矩分别是2.01μB、1.41μB,铁铝金属间化合物的磁性可以通过无序化提高。

高温扩散法制备铁铝金属间化合物涂层

针对金属间化合物在工业中作为高温结构材料使用存在脆性的问题,将金属间化合物以涂层的方式应用。以Fe-Al系为研究体系,以高温扩散制备的方法获得了良好的Fe-Al金属间化合物涂层。实验结果表明,在合适的工艺参数下,所得到的涂层具有单一性、致密性且与基体结合良好。该涂层具有良好的高温耐磨、耐蚀、耐氧化等特性。

铁铝金属间化合物基涂层的高温滑动磨损性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备了Fe -Al金属间化合物涂层及Fe-Al/WC复合涂层 ,研究了从室温至 65 0℃不同试验温度下两种涂层的滑动磨损性能。结果表明 ,在高温下磨损面发生摩擦氧化反应形成大面积的氧化物保护层 ,降低了涂层的摩擦系数 ;剥层磨损是涂层的主要磨损机理。涂层中Fe3Al和FeAl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涂层及Fe -Al/WC复合涂层表现出优异的高温耐磨性。添加WC硬质相后提高了复合涂层的平均硬度 ,从而提高了涂层的耐磨性 ;但高温下WC易发生氧化和分解 。

铁铝金属间化合物中的原子缺陷

综述了铁铝金属间化合物中的原子缺陷的形成、特征及其存在对合金有序无序性能、空位硬化性能和阻尼性能的影响.

造渣剂对激光熔覆制备铁铝金属间化合物的影响

通过激光熔覆添加和不添加造渣剂的铁铝混合粉末在Q235钢基体上制备出铁铝金属间化合物熔覆层,研究了造渣剂对熔覆层的组织和性能的影响.结果表明,向熔覆粉末中添加造渣剂不仅可以显著细化熔覆层晶粒,还可以影响熔覆层的物相结构.当熔覆粉末中Fe,Al原子比例接近3:1时,所制备的熔覆层均由B2结构的FeAl相和DO3结构的Fe3Al组成,但添加造渣剂后所得熔覆层中含有较多DO3结构的Fe3Al.结果表明,添加造渣剂的熔覆层有着更高的显微硬度、更好的抗氧化性能和耐蚀性能.

铁铝金属间化合物及其涂层制备的研究进展

铁铝金属间化合物凭借其较高的高温抗蠕变能力、良好的耐磨性、抗高温氧化和硫化等优点得到了广泛关注,但其具有B2、DO_(3)和A2三种晶体结构,晶型难以准确控制,且DO_(3)结构在室温下脆性高,给制备和加工带来困难。这些缺点极大地限制了铁铝金属间化合物在工业中的应用。本文总结了包括传统熔铸法和粉末冶金法等常见的铁铝金属间化合物块体材料的制备方法,并重点介绍了近年来发展起来的增材制造法和冷喷涂、热喷涂等涂层制备方法。同时,针对涂层材料中铁铝两相的反应控制这一关键问题,本文聚焦如何预判铁铝涂层界面反应中原位生成的铁铝金属间化合物的化合反应发生顺序的研究现状,分析对比了两种预判方法——相图法和焓变值计算法。其中,相图只能表征热平衡状态下的相分布,各相区域代表该温度、成分条件下所能获得的最终产物,局限性大,较难准确预测实际热处理过程中铁铝金属间化合物的出现顺序和种类。通过从热力学角度进行焓变值计算,结合Kirchhoff公式,可计算并绘制常见铁铝金属间化合物的焓变值-温度曲线,进而分析铁铝金属间化合物的反应发生顺序。焓变值计算法的理论结果与已报道的实验结果具有较高的一致性,弥补了相图法的不足,对制备特定的铁铝金属间化合物具有十分重要的指导意义。

铁铝金属间化合物的改性研究进展

主要对提高铁铝金属间化合物的韧性和耐高温氧化性的改性方法进行归纳和总结,这些改性方法可以在一定程度上改善这些性能,但仍需要加大力度开发先进的制备工艺和改性方法以满足现代工业技术的要求。

铁铝金属间化合物的制备方法

本发明公开了一种FeAl金属间化合物的制备方法。选用质量百分数分别为三氧化二：铁59．7％，铝40．3％的粉状混合反应物，采用燃烧合成熔化法在350℃下引发化学反应，制备FeAl金属间化合物。该方法与熔炼或热压烧结方法相比工艺及所需设备简单，成本明显降低，制备的材料具有良好的微观组织结构及力学性能。

铁铝金属间化合物／氧化锆陶瓷复合材料及其制备方法

涉及一种连铸连轧用浇注系统、模具及热喷涂用的铁铝金属间化合物／氧化锆陶瓷复合材料及其制备方法。本材料以氧化锆(ZrO2)、铁(Fe)粉、铝(A1)粉及微量添加元素为原料，通过机械合金化工艺制备Fe-Al基合金粉末材料，然后与ZrO2微粉球磨混料制粉，在保护气氛下或在真空条件下热压烧结成形。利用金属间化合物中温性能优异的特点来弥补氧化锆陶瓷材料的不足，从而生产出一种性价比合理、性能优良、先进实用的陶瓷复合材料。

Al-Fe-Ce三元系中金属间化合物的形成焓的计算

采用普适分析型的嵌入原子模型,通过拟合铝、铁和铈元素的单空位形成能、晶格常数、结合能和体积弹性模量等实验数据,建立了铝、铈和铁元素相应的嵌入原子相互作用势,合金中异类原子间的相互作用势的参数通过拟合已有的实验结果或第一原理计算结果得到。用该嵌入原子模型分别计算了由铝、铁和铈元素组成的所有二元系和三元系中具有不同晶体结构的有序合金化合物的形成焓,计算结果与已有的第一原理计算结果和实验结果符合得比较好。

自蔓延离心法制备FeAl金属间化合物内衬复合钢管的研究

采取适当的工艺参数,利用SHS离心法制备了FeAl金属间化合物复合钢管。通过热力学计算分析了铝热反应生成铁铝金属间化合物的条件。利用X射线衍射分析内衬层的相组成,扫描电镜和能谱仪分析了涂层的组织。显微硬度仪测量涂层硬度。结果表明涂层与基体之间形成良好的冶金结合,涂层由FeAl组成,涂层显微硬度为590 HV,是基体的2.8倍。

热喷涂FeAl金属间化合物涂层的综述

金属间化合物是极具潜力的高温结构材料,铁铝金属间化合物性能优异且成本低。介绍了铁铝金属间化合物的晶体结构。综述了热喷涂制备铁铝金属间化合物涂层的研究进展及其制备工艺。提出了热喷涂铁铝金属间化合物涂层未来的发展趋势。

高速电弧喷涂铁铝涂层的组织和性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术 (HVAS)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和性能。结果表明 ,铁铝涂层的成分 (原子分数 ,% )为Fe 2 0 0Al 14 1O ,主要相是Fe3 Al、FeAl和α Fe相 ,还有少量Al2 O3 。涂层中的Fe3 Al和FeAl具有较高的有序度。涂层具有相对较高的结合强度和显微硬度 。

热处理对铁铝涂层相组成及滑动磨损性能的影响

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术得到的铁铝金属间化合物涂层 ,研究了 5 5 0℃和 80 0℃热处理对涂层相组成及滑动磨损性能的影响。结果表明 ,涂层的主要组成相是铁铝金属间化合物 (FeAl和Fe3 Al)和α Fe ,另有少量的Al2 O3 和Al。热处理后 ,一部分Fe3 Al将转变成FeAl,对涂层的显微硬度有明显的影响。剥层磨损是铁铝涂层的主要磨损机理。通过热处理提高涂层的显微硬度 。

铁基电弧喷涂铝层的高频感应重熔工艺

利用高频感应重熔工艺对铁基电弧喷涂铝层进行处理。分析了工作电流、感应时间对涂层组织的影响,并做出了感应重熔过程中平均功率和温度的分布情况。结果表明,铁基电弧喷涂铝层的重熔先从界面开始,然后向表层推进,处理后的喷涂层与基体之间形成了铁铝金属间化合物,达到了冶金结合,当感应电流为300A,感应时间为35s时,所获得的重熔涂层质量最好。

Dy_2Fe_(17-x)Al_x化合物中的R──T交换耦合常数的计算

提出利用分子场近似结合中子衍射或Ｘ射线衍射的实验结果，计算Ｒ２Ｆｅ１７型稀土过 渡族化合物中的稀土磁矩与过渡族磁矩之间的交换耦合常数的方法．计算了 Ｄｙ２Ｆｅ１７－ｘＡｌｘ （ｘ＝２，３，４，５，６，７，８）化合物中的稀土磁矩与过渡族磁矩之间的交换耦合常数－ＪＲＴ／ｋ， 结果分别为７，７７ Ｋ，７．２７ Ｋ，７．３９ Ｋ，８．６２ Ｋ，８．６４Ｋ，９．５２ Ｋ，１０．３４ Ｋ．其中对ｘ＝５，６， ７，８的化合物计算结果与高场测量的实验值８．７７ Ｋ，９．２５ Ｋ，１０．１Ｋ，１０．９Ｋ符合得较好． 说明从分子场理论出发，利用Ｘ射线衍射或中子衍射的结果更细致地考虑一些替代的细 节，计算稀土过渡族化合物中的稀土（Ｒ）磁矩与过渡族（Ｔ）磁矩之间的交换耦合常数是 一种可取的方法．

碳纳米管在金属间化合物中分散过程(英文)

采用超声分散结合机械球磨方法制备了均匀分散的多壁碳纳米管/Fe3Al金属间化合物复合粉体。利用透射电镜和红外吸收光谱对复合粉体的形貌和结构进行研究。透射电镜分析表明:藤状的碳纳米管缠绕着Fe3Al纳米颗粒,使Fe3Al纳米颗粒定向排列在一起。复合粉体的良好结合源于Fe—C键的形成。这种复合粉体有望提高金属间化合物的塑性和作为添加剂应用在复合材料中。

5A02铝合金表面堆焊Cr17不锈钢工艺研究

本文采用MIG焊用Ф1．0mm—ER430不锈钢焊丝在10mm厚的5A02铝合金板表面堆焊1Cr17不锈钢熔覆层。主要研究了焊接工艺参数对熔覆层表面成形及接头质量的影响。并经扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDAX）和剪切试验对焊接接头界面区显微组织及接头性能进行了分析和研究，结果表明：钢铝结合区近熔合线的附近会生成致密的FeAl3金属间化合物层，且有很多细小的针状物质由熔合线向母材生长，可能为FeAl2、FeAl3等金属间化合物。对试样进行抗剪强度测试，抗剪强度可达到102.4MPa。

FeAl-316SS接头的反应行为、显微组织与力学性能

采用热爆反应与粉末冶金相结合的工艺实现了FeAl金属间化合物与316不锈钢(316SS)的有效连接,研究了连接温度(700、800、900℃)对界面成分组成和力学性能的影响。结果表明,当加热到637℃时,FeAl反应层温度瞬间升高到1050℃,发生明显的热爆反应,并伴随持续约15 s的剧烈放热。随着温度从700℃提高到900℃,界面由Fe-316SS、316SS(Al)交替组成的形式转变为由FeAl-316SS(Al)-316SS组成。三种温度下均形成良好的冶金结合,当连接温度为800℃时,抗剪切强度可达75 MPa。