铁铝金属间化合物
Fe
Ｆ Ｎ 胁 Ａ
（ ｅ ｂ 咖 Ｋｙ ０
， Ｉ Ｙ ｈ ｓｅ ｇ， ＹＮ ａ －ｈ ｎ ＢＩ￣ａ － ｉｎ Ｇ ｎｑａ ｇ， ＯＮＧ ｎ －ｕ Ｈｏ ｇ ｙ
（ ｅｅ ｅ ｏＵ２ ｆ ） Ｒ ｃ／ ｄ５４ ｒ ０ ２ ｖ
ｆｒ ｏ “ ｄＳｍｃ ｒ ｎ ｒｄｔ ｆ ｔｒ ｌ， ｎｓｙｏ ｄ ｃｔ ｎ Ｓａ ｄｎ ｎｖｒｉ ，ｉ ｎ２０ ６ ， ｈｎ ） ｔ ｔ ￣ａｄＨｅｅｉ ０ ｅ ａ Ｍｉｉｔ ｆ ｕａｏ ，ｈｎ ｏｇＵ ｉｅ ｔ Ｊ ａ ５ ０ １ Ｃ ｉａ ｕ ｙ Ｍａ ｉ ｓ ｒ Ｅ ｉ ｓｙ ｎ
Ｆ ．５ 铝 化 物 的 电子 结 构 及 其 本 质 脆 性 ｅ２ Ａ１
范润 华 ， 尹衍 升 ， 见 强 ， 红 宇 毕 龚
（ 东大学 材料 液态结 构及 遗传性 教育 部重 点实验 室 ， 南 ２０６ ） 山 济 ５ｏ １
摘要 ： 铝金 属 间化 合物 是一 类具 有 良好 应用 前 景 的新 型 材 料 ， 室 温 脆 性 影 响 了其 进 一 步 应用 。本 文 基 于 Ｆ－ 铁 但 ｅ ２ 各种 物相 的晶体 结构 和实 际原 子 占位 ， 用 固 体 与分 子 经 验 电 子理 论 （ Ｚ ） 立起 Ｆ－５ ｌ 相 的价 电子 结 ５ 运 Ｅ ｒ建 ｅ Ａ各 ２
ｅ ｐｒ ａ ｅｅｔ ｎ ｔｅｒ ｆ ｏ ｄ ｎ ｌｃｌ Ｅ Ｔ ． ｃｏｄｎ ｅａ ａ ｓ ｌ ｔ ｎｓ ｕ ｔ ｅ ， ｏ ｍ ｉｃｌ ｌ ｒ ｏｙｏ ｌ ｓａ ｄｍｏ ｕｅ ｉ ｃｏ ｈ ｓｉ ｅ ｓ（ Ｅ ） Ａ ｃｒｉｇｔ ｔ ｎ ｌ ｉ ｏ ｅｅ ｒ ｔ ｃ ｒｓ ｉ ｎ ｏｈ ｙｓ ｆ ｃｏ ｒ ｕ ｒ
高速火焰喷涂Fe-25Al／11SiC复合涂层性能研究
用高速火焰喷涂方法制备 出 Ｆ ２ Ａ／ １ｉ ｅ一 ５ ］１ＳＣ复合 涂层 ， 对涂层 的结 合强度 、 抗热 震性 及温度 为 ６ ０℃ ５
时 的热腐蚀行为进行研究 ， 并利用扫描电镜和 Ｘ射 线衍射 仪 （ Ｒ 对腐蚀前 后涂层 的表 面形貌 和相组成 进行分 Ｘ Ｄ）
析 。结果表 明： ｅ ２ Ａ／ １ ｉ Ｆ 一 ５ ］１ＳＣ复合涂层组织致密 ， 与基体 结合状 况 良好 ， 以机械结 合为 主 ； 涂层具 有较好 的 且 该 抗热震性能 ； 经过 １０ｈ热腐 蚀后 ，ｅ一２ Ａ／ １ ｉ 合涂层腐蚀 增重约为 基体 ２ ５ Ｆ ５ １１ Ｓ Ｃ复 ０钢的 １３ 抗 热腐蚀性 能优异 ； ／， Ｆ ２ Ａ／ １ｉ ｅ～ ５ ］１ ＳＣ复合涂层发生 的是第 二类低温热腐蚀 。
关键词 ： 高速火焰喷 涂 中图分类号 ： Ｔ ７ ． Ｇ１ ４ ４ Ｆ ２ Ａ／ ＳＣ复合涂层 ｅ－ ５ Ｉ １ ｉ １ 热 腐蚀
０ 前
言
采用 Ｆ —Ａ 金属 问化 合物 为基 体 相 ， —ＳＣ作 为 ｅ １ ｉ 增强 相 ， 利用 高速 火焰 喷涂 技 术 在 ２ 基 材 上 制备 出 ０钢
１Ｓ １ｉ Ｃ复合涂层的基体为 Ｆ — ｌ （ ｅＡ 、ｅ １ ， 一 ｅ Ａ 相 Ｆ １ Ａ ）Ｏ Ｆ ／ Ｓ ｉ Ｃ硬质相均匀分布于涂层之中， 涂层与基体界面结合 良好 ， 有 较好 的结 合强 度和抗 热震 性 。 具
（ ）Ｆ ２ Ａ／ ｉ ２ ｅ一 ５ １１ＳＣ复合 涂 层具 有 优 良的抗 热 腐 １
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１５ｍ ｍｉ ． ／ ｎ为最优 工艺 参数 ， 不需 再进 一 步的试 验 。
３ 总 结
［］ 伍 １
参
考
文
金属间化合物的制备
现代材料制备技术
现代材料制备技术
几种常用金属间化合物的发展状况
Ni-Al系金属间化合物
目前Ni3Al的性能已经改善的可与现有的工业合金相比， 但是大规模生产Ni3Al的加工方法还处在早期开发阶段。 目前的研究方向是利用熔铸和粉末冶金2种途径来生产 Ni3Al。事实表明，借助粉末冶金、热等静压和热挤压等 手段能够成功地加工Ni3Al。并可获得100％的密度和细小 的晶粒尺寸。不过，现在还难于用熔铸锭坯的方法来加工 Ni3Al，问题出在热轧时。但是，Ni，Al锭坯能够在高于 950℃温度下超塑性地进行锻造，生产细晶的、近净形的 零件。据称，利用双辊直接铸造工艺已经成功地生产了表 面质量高、晶粒尺寸均匀、厚度约为0.8mm的Ni3Al薄板， 还能够由熔体直接铸造出各种尺寸的棒材和条材等。
现代材料制备技术
真空电弧重熔（Vacuumarcremelting,VAR ） 电渣重熔（Electroslagrefining，ESR）
现代材料制备技术
2、机械合金化
传统的合金材料制备方法中，各组元不能任意选择，必须 受到各组元之间能否互溶和能否形成化合物等条件的制约 机械合金化(Mechanical Alloying，缩写MA)，是一种运用 非平衡态、借助外力施以粉体粒子瞬时发生强制性反应来 制备合金的生产技术；
早在1895年，德国冶金学家Goldschmidt就第一次详细描 述了自蔓延反应现象和物理原理。后经前苏联学者大量、 系统和深入的研究，将自蔓延高温合成与冶金、机械等加 工技术真正结合起来才使其发展成为一种材料制造和加工 的新技术，并成功地应用于实际生产中，如已能工业化生 产的二硫化钼和碳化钛。 但SHS方法存在的主要缺点是不易获得高密度产品，必 须是吉布斯自由能为负值的放热反应，以及不能严格控制 其反应过程和产品性能。另外，SHS法所用的原料往往 是可燃、易爆或有毒物质，需要采取特殊的安全措施。
热处理对铁铝涂层相组成及滑动磨损性能的影响
［ ｊ 占泽 升 ， ６ 夏 ｌ ， 海 波 ， 稀 ± 硼 铝 共 渗 朝 渗 层 的 相 组 戚 片 工 等
Ｊ ］中匡柏 色金属学报 ．９ ８ ８ Ｓ Ｉｐ 一５ ３ Ｊ ９ ，（ Ｉ Ｉ ：０５ Ｐ 【
ｆ ］ 吉 泽 升 ， 立 芳 稀 土 对 硼铝 共 淳 动 力 学 的 影 响 盐 ｌ 箅 机 拟 台 ７ 夏 ｆ
维普资讯
广 — — — —￣ ｌ
ｌ工 艺｝
… ．Leabharlann 热处 理对铁 铝 涂层 相组成 及 滑 动磨损 性 能 的影 响
朱子 新 徐 滨士 马世 宁 杜 则裕： 一． ， ， （． １ 出国机撇 工程学会 表 面工程研 究所 ， 京 １０ ７ ； 北 ００ ２ ２ 天津 大学材 科学 与工程学 院 ， 津 ３０ ７ ） ． 天 ０ ０２
３ ３ 性 能 ．
石子源等 对 比了 ４ “ ５钢 ６ ０ ／１ｈ和 ８０ ×４ ５℃ ０ ５℃ ｈ渗 硼试样的磨损 实验 。结果表明 ： 在磨损的初级阶段 ． 温稀土 低 渗硼显示出优 良的耐磨性能 ； 在稳定阶段 ， 低温渗硼层 的磨损 性能要好于高温渗硼层 ， 但进人剧烈 磨损阶段 的时闻要 比高 温渗珊早。林祥丰等【 在对 ４ ｊ ５钢 ６０ ×１ ｈ ８ ０ ×４ ５Ｃ ０ 和 ４Ｃ ｈ
一
热处理后 ，
部分 Ｆ ３ ／ ｅ 将转变成 Ｆ ． 涂层 的显徽硬度有明 屁的影 响 剥层磨损 是铁铝 涂层 的 主要 磨损帆理 Ａ 对
通过热 处理提 高涂层
的显微硬度 ． 将有利于提高涂层 的耐磨 胜 关键词 ： 涂层 ； 铁铝金属 间化合物 ； 热处理 ； 相组成 ； 滑动磨损性能 中图分类号 ：Ｇ１４ ４ ２ ］ １ ．１ Ｔ ７ ．４ ；Ｇｌ ５３ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：２ ４６ ５ 【０ ２ ０ ．０ ４０ ０５ ．０ １２０ ）４０ ２ －４
机械合金化和放电等离子烧结制备fe-fe3al金属间化合物
机械合金化和放电等离子烧结制备fe-fe3al金属间化合
物
机械合金化和放电等离子烧结是制备fe-fe3al金属间化合物的两种
常用方法。
机械合金化是指将粉末原料在惯性作用下进行高能量的机械研磨，从
而获得高度混合和超细晶粒的材料。
在制备fe-fe3al金属间化合物时，
先将fe和fe3al两种金属粉末按一定比例混合，然后在球磨罐中进行机
械合金化处理。
处理时间和转速的选择对合金化效果有很大影响。
通过机
械合金化可以获得均匀的原始混合物，其晶粒尺寸一般在几十纳米到一两
个微米之间。
放电等离子烧结是指通过在两个电极之间施加电压，使气体被电离并
在两极之间产生弧光放电，从而达到高温、高压和高速的等离子体状态，
使金属粉末得到烧结的一种方法。
在制备fe-fe3al金属间化合物时，将
机械合金化得到的原始混合物装入烧结模具中，施加一定的电压和电流，
使原始混合物在高温下烧结成为fe-fe3al金属间化合物。
通过放电等离
子烧结可以使金属间化合物得到致密的结构，晶粒尺寸也会进一步减小。
两种方法各有优缺点，选择哪种方法取决于具体应用需求和研究目的。
金属化合物和金属间化合物
金属化合物和金属间化合物
金属化合物指的是由金属元素和非金属元素（可以是金属loid
或非金属）形成的化合物，具有金属特性，例如导电性、延展性和硬度。
金属化合物的特点是通常具有高熔点和高热稳定性。
例如，铁（Fe）、碳（C）和铬（Cr）形成的不锈钢（Stainless steel）即为一种金属化合物。
金属间化合物是由两种及以上的金属元素组成的化合物，其结构和性质通常不同于由非金属元素组成的化合物。
金属间化合物的特点包括高硬度、高熔点、高导电性和高机械强度等，常被用于合金材料、磁性材料和高温结构材料等方面。
例如，铝（Al）和镁（Mg）形成的铸造铝镁合金（Cast aluminum magnesium alloys）即为一种金属间化合物。
47山东大学2003年度获奖情况
省科技进步奖
二
21
人乳头瘤病毒致癌基因在昆虫细胞的高效表达作用
医学院
于修平、卞继峰、栾怡、周亚宾、贾继辉
省科技进步奖
二
22
上颌外旋及下颌外旋切除前中颅底、咽、旁间隙肿瘤的手术研究
齐鲁医院
王天铎、陈瑛、李梅、李学忠、夏寅
省科技进步奖
二
23
抗MUG-1靶向的慢病毒高效转导VP22/HSV-tK融合基因治疗卵巢癌的实验研究
齐鲁医院
孔北华、刘春生、姜洁、宋莉、马道新
省科技进步奖
二
24
杀伤细胞对实验性骨髓移植和人类胎盘组织造血功能的研究
齐鲁医院
张茂宏、孙恺、田志刚、徐从高、王应夫、张建华
省科技进步奖
二
25
细胞凋亡MTT-TB检测方法的建立及其在白血病和前列腺癌中的作用
齐鲁医院
何维敬、张建业、李传、张庆殷、李登欣
省科技进步奖
三
43
压电陶瓷及其元器件的研究
信息科学与工程学院
范坤泰、肖鸣山、姜延祥、杜润功、张新、李月国、吴德喜、李玉玲、王典超、韩述斌、王成建
省科技进步奖
三
44
男性青少年肥胖伴乳房发育症病因及发病机理的研究
齐鲁医院
王德全、唐宽晓、陈丽、王洁贞、陈海燕
省科技进步奖
三
45
经腹筋膜内全子宫切除术术式研究
齐鲁医院
王熙清、邓晓惠、陈丽君、李家福、张文尧
中国高校自然科学奖
二
9
高可靠选极晶体管的研制与应用
物理与微电子学院
苗庆海、张兴华、张德骏、曹红、贾颖、王家俭
中国高校技术发时奖
二
金属间化合物
Байду номын сангаас
钢中的过渡族金属元素之间形成一系列金属间化合物，即是指金属与金属、金属与准金属 形成的化合物。其中最主要的有σ相和Lσves相，它们都属于拓扑密排(TcP)相，它们由 原子半径小的一种原子构成密堆层，其中镶嵌有原子半径大的一种原子，这是一种高度密 堆的结构。它们的形成除了原子尺寸因素起作用外，也受电子浓度因素的影响。 σ相 属于正方晶系，单位晶胞中有30个原子，在二元合金中，σ相形成与下列条件 有关：(1)原子尺寸差别不大，σ相中原子半径差别最大的钨一钴系，其原子半径差为 12％。(2)其中定有一组元为体心立方点阵(配位数为8)，另一个组元为面心立方或密排六 方点阵(配位数为12)。(3)出现于“平均族数”(s+d层电子数)在5．7～7．5范围。二元合 金中σ相存在的区域见表3。在三元系中，由于第三组元的加入会影响到σ相形成的浓度 和温度范围。通常在含铬不锈钢中出现铁铬σ相，在铁-铬-锰三元系，铁-铬和铬-锰二元 系中均可形成σ相，当锰加入不锈钢中，会促进σ相形成，并使其稳定温度范围加宽。许 多合金元素都使铁铬。相稳定温度范围增高。铁铬σ相在低于820C稳定，硅促进d相形成 并把稳定温度提高到900～960℃，锰和钼可把σ相稳定温度提高到1000℃。 表3二元合金中σ相存在区域 第五族或第六族金属含量 每个原子拥有s+d 合金系 ／％(原子分数) 层电子数 V—Mn 24．3％V 6．5 V—Fe 37％～57％V 7．3～6．9 V—Co 40％～54．9％V 7．4～6．8 V—Ni 55％～65％V 7．2～6．7 cr- Mn 19％～24％Cr(800℃) 6．84～6．78 Cr—Fe 43．5％～49％Cr(600 C) 7．1～7．O Cr-Co 56．6％～61％Cr 7．3～7．2 M0一Fe 47％～50％Mo(1400℃) 7．23～7．1 7 M0一Co 59％～61％Mo(1500 C) 7．4～7．O Laves相 在二元系中，Layes相是化学式为AB2型的复杂立方或复杂六方点阵的金属间 化合物，其组元A的原子半径和组元B的原子半径的比值ra／rb约1．2。Laves相的晶体结 构有三种类型：(1)MgCu2型为复杂立方系。(2)MgZn2为复杂六方系。(3)MgNi2为复杂六方 系。电子浓度影响到LaYeS相的晶体结构类型。过渡族金属元素之间的Laves相随着元素原 子序数增高，Laves相的晶体类型发生了由复杂立方点阵→复杂六方点阵→复杂立方点阵 的转变。并且Laves260相的“平均族数”不超过8。在合金钢中，Laves相是具有复杂六方 点阵的MgZn2型，它们是MoFe2、wFe2、NbFe2和TiFe2。在多元合金钢中，原子尺寸较小的 锰、铬和镍可取代Laves相中铁原子的位置，原子尺寸较大的合金元素处于A原子的位置， 形成化学式为(w，Mo，Nb)(Fe，Ni，Mn，cr)2的复合Laves相。Layes相出现在复杂成分的 耐热钢中，是现代耐热钢中的一个强化相。 合金元素在钢的转变中的作用 合金元素对钢的临界点、钢在加热和冷却过程中的转变都有着强烈的影响。钢中加入 合金元素经过热处理来影响钢中的转变，改变钢的组织，以得到不同的性能。
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铁铝金属间化合物
引言
铁铝金属间化合物是由铁和铝两种金属元素组成的化合物。
其独特的物理和化学性质使其在许多领域中具有广泛的应用。
本文将对铁铝金属间化合物的性质、制备方法、应用以及未来的发展方向进行全面详细的介绍。
1. 铁铝金属间化合物的性质
铁铝金属间化合物具有许多特殊的性质，包括磁性、高温稳定性、低密度和良好的机械性能等。
1.1 磁性
铁铝金属间化合物通常具有高磁性，这是由于其晶体结构中存在着铁原子的自旋排列。
这种磁性使得铁铝金属间化合物在电磁设备、磁性材料和储能系统等领域中得到了广泛的应用。
1.2 高温稳定性
铁铝金属间化合物具有良好的高温稳定性，能够在高温环境下保持其结构和性能的稳定。
这使得铁铝金属间化合物在高温合金、航空航天和能源领域中具有重要的应用潜力。
1.3 低密度
相比于纯铁和纯铝，铁铝金属间化合物具有较低的密度。
这使得它们在轻量化材料、汽车制造和航空航天等领域中具有广泛的应用前景。
1.4 机械性能
铁铝金属间化合物的机械性能优异，同时具有较高的强度和硬度。
这使得它们在结构材料、机械零件和耐磨材料等方面具有重要的应用价值。
2. 铁铝金属间化合物的制备方法
铁铝金属间化合物的制备方法主要包括物理方法和化学方法两种。
2.1 物理方法
物理方法主要包括熔融法、溅射法和机械合金化等。
熔融法是将铁和铝在高温下熔融混合，然后通过快速冷却得到铁铝金属间化合物。
溅射法是将铁和铝靶材置于真空腔中，通过离子轰击或电子轰击的方式使其蒸发并沉积在基底上形成薄膜。
机械
合金化则是通过高能球磨等机械力作用使铁和铝的粉末混合均匀，然后通过热处理得到铁铝金属间化合物。
2.2 化学方法
化学方法主要包括溶液法、气相沉积法和电化学法等。
溶液法是将铁和铝的化合物在溶剂中反应生成铁铝金属间化合物。
气相沉积法是将铁和铝的有机化合物蒸发至高温环境中，在反应气氛中使其分解并沉积在基底上形成薄膜。
电化学法则是通过电解的方式将铁和铝的离子还原成金属，并在电极上形成铁铝金属间化合物。
3. 铁铝金属间化合物的应用
铁铝金属间化合物在许多领域中得到了广泛的应用。
3.1 磁性材料
由于铁铝金属间化合物具有高磁性，因此在磁性材料领域中有重要的应用。
例如，铁铝金属间化合物可以用于制造磁性存储器、传感器和电动机等。
3.2 高温合金
铁铝金属间化合物具有良好的高温稳定性，因此在高温合金领域中具有广泛的应用前景。
它们可以用于制造航空发动机涡轮叶片、燃烧室和热交换器等。
3.3 轻量化材料
铁铝金属间化合物具有较低的密度，因此在轻量化材料领域中有重要的应用。
例如，它们可以用于制造汽车零部件、航空航天结构件和运动器材等。
3.4 结构材料
铁铝金属间化合物具有优异的机械性能，因此在结构材料领域中具有重要的应用价值。
它们可以用于制造建筑结构、桥梁和船舶等。
4. 铁铝金属间化合物的未来发展
随着科技的不断进步，铁铝金属间化合物在未来将有更广泛的应用。
4.1 新材料开发
未来，我们可以通过改变铁铝金属间化合物的组成和结构，开发出更多新的材料。
这些材料可能具有更高的强度、更好的导电性和更低的密度，从而在各个领域中发挥更重要的作用。
4.2 环保应用
铁铝金属间化合物在环保领域中也有重要的应用潜力。
例如，它们可以用于制造高效的储能系统和可再生能源设备，以促进可持续发展和减少环境污染。
4.3 纳米技术应用
纳米技术的发展为铁铝金属间化合物的应用提供了新的可能性。
通过控制铁铝金属间化合物的纳米结构和形貌，可以获得具有特殊性能和功能的纳米材料，用于制造纳米传感器、纳米电子器件和纳米催化剂等。
结论
铁铝金属间化合物作为一种具有特殊性质的材料，在多个领域中具有广泛的应用。
通过深入研究其性质、制备方法和应用，可以进一步推动其在未来的发展，并促进科技进步和社会发展。