采用Fe、Al金屬粉末通過燒結(jié)反應(yīng)合成多孔FeAl金屬間化合物,但在特定的加熱速率下,為了防止Fe與Al之間的自蔓延反應(yīng)帶來的不利影響,采用添加不同比例的Si來實現(xiàn)其控制,并研究了添加Si前后的孔隙率、不同燒結(jié)溫度下的物相組成以及抗氧化性能。結(jié)果表明:Fe-Al-x%Si金屬間化合物多孔材料最高孔隙率為60.31%,添加Si對孔隙率影響不大;通過高溫?zé)Y(jié)可獲得成分均勻單一的FeAl;通過熱分析發(fā)現(xiàn)添加Si對Fe、Al間的自蔓延反應(yīng)有抑制作用,且添加Si后的多孔材料抗氧化性能均優(yōu)于未添加的,在燒結(jié)溫度為1 000℃、添加4%Si時,FeAl多孔材料抗氧化性能最優(yōu)。 

【文章來源】：有色金屬工程. 2020,10(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Fe-Al金屬間化合物多孔材料孔隙率與溫度關(guān)系

圖1 Fe-Al金屬間化合物多孔材料孔隙率與溫度關(guān)系圖3為不同燒結(jié)溫度下的SEM圖像，可見微觀形貌上存在一定差異。在未燒結(jié)前，如圖3(a）所示，壓坯試樣中Al大量團(tuán)聚，而Fe散布其中，成為燒結(jié)后的多孔骨架。當(dāng)燒結(jié)溫度為500℃時，如圖3(b）所示，F(xiàn)e、Al元素粉末團(tuán)聚的顆粒逐漸規(guī)則化，可以觀察到圖3(b）中出現(xiàn)大量的細(xì)小孔隙；隨著燒結(jié)溫度進(jìn)一步提高到600℃時，如圖3(c）所示，團(tuán)聚的橢圓狀顆粒逐漸變形，F(xiàn)e、Al間通過擴(kuò)散反應(yīng)，形成孔徑更大的孔隙；650℃燒結(jié)時，由于Fe、Al反應(yīng)放熱至實際溫度超過Al的熔點，進(jìn)而由Fe、Al間固固反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮閯×业墓桃悍磻?yīng)，液態(tài)Al由于被反應(yīng)消耗而留下更大更多的孔隙，并且此階段孔隙率也急劇上升；當(dāng)燒結(jié)溫度更高時如圖3(e)～(f），孔隙結(jié)構(gòu)在微觀形貌上并無巨大差別，但是在物相以及孔隙率上存在不同，將在后面小節(jié)中繼續(xù)討論。

圖4為在不同溫度燒結(jié)下的未添加Si元素多孔材料XRD譜圖，可見燒結(jié)溫度的不同會嚴(yán)重影響物相變化。在500℃燒結(jié)時，僅有Fe與Al兩種元素，說明在此溫度下并未發(fā)生反應(yīng)，生成新的物相；而在600℃時有部分Fe2Al5出現(xiàn)，說明此階段存在：2Fe+5Al→Fe2Al5的反應(yīng)，而此時溫度低于Fe、Al熔點，所以此為固固擴(kuò)散反應(yīng)，這也是存在于600～650℃的主要反應(yīng)。當(dāng)燒結(jié)溫度進(jìn)一步升高時，由于溫度達(dá)到Al的熔點之后，F(xiàn)e與Al會發(fā)生劇烈的熱爆反應(yīng)[15]，而當(dāng)Al被反應(yīng)消耗完全時，生成的Fe2Al5又與剩余的Fe發(fā)生反應(yīng)：3Fe+Fe2Al5→FeAl�？梢园l(fā)現(xiàn)在800℃時出現(xiàn)大量的FeAl，當(dāng)燒結(jié)溫度到1 000℃時，系統(tǒng)僅生成FeAl單一的相。圖5為1 000℃燒結(jié)后的金屬間化合物多孔材料EDS面掃描圖像，可見多孔材料骨架部分的Fe、Al元素分布均勻。圖5 1 000℃燒結(jié)后FeAl多孔材料面掃描圖像

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]多孔FeAl基金屬間化合物的制備及性能研究[D]. 劉亞南.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]Fe-Al金屬間化合物多孔材料的研究[D]. 高海燕.中南大學(xué) 2009



本文編號：3512070