2009-12-15
材料制备技术
➢ （2）定向凝固
▪ 当二元或三元共晶合金沿某一方向连续凝固时，所形成的共晶 相按照一定取向呈层状或纤维状排列。
▪ 定向凝固法和单晶制备法在本质上是相同的，区别在于： 前者制得的是共晶合金，后者制得的是单相材料。
▪ 定向凝固的制品一般多为镍基或钴基高温合金。
2009-12-15
❖ 化学合成蒸镀法是真空蒸镀、CVD和离子喷镀的混 合方法。
2009-12-15
材料制备技术
4. 喷镀法
➢ 把金属、合金或化合物熔化后，喷射到基材表面而熔敷 沉积的方法叫做喷镀法。
▪ 喷镀法不是一种制备金属化合物的方法，而是用来在基材表面 形成化合物薄膜。
材料制备技术
2009-12-15
材料制备技术
➢ （3）金属间化合物细丝的制备
加工性能差
不能用多次反复拔丝操作
制备金属间化合物细丝的 方法——将熔体直接制成 细丝，即熔融纺丝加工 法。
2009-12-15
材料制备技术
2. 扩散法
➢ （1）扩散法制备超导化合物
▪ （a）原位法； ▪ （b）复合加工法； ▪ （c）粉末法。
材料制备技术
➢ （1）金属间化合物单晶的制备
▪ ① 利用金属凝固时，固液相界面上有着较大的温度梯度，而且 凝固是从一端开始恒速而缓慢地进行的方法。
▪ ② 金属蒸气凝聚在基材上时， 按照晶体的取向通常择优生长， 并由此而制得单晶。
▪ ③ 加工变形的材料， 在某一温度以上加热会产生再结晶， 利 用晶粒的长大而制备单晶。
在化学式规定成分两侧有个成分范围，在低于熔点的某一温度以上，该组成 原子的有序排列消失，从而组成原子在合金呈无序混合排列。
•波色欧莱依德（Berthllide）型金属间化合物
在其化学式规定成分两侧有个成分范围 ，但是熔点以前或是相图上的反应分 解以前，其原子有序排列都是稳定的。
•达尔丹乃德（Daltanide）型金属间化合物
2009-12-15
材料制备技术
（b）溅射涂层法
阴极
基材
❖ 利用阴极和基材间的低压惰性 气体产生等离子体，等离子体 中的粒子撞击阴极，使阴极表 面原子激发且离子化，然后沉 积到基材上。
❖ 阴极为金属时，用直流电源； 阴极为绝缘体时，用高频电源。
2009-12-15
材料制备技术பைடு நூலகம்
（c）化学合成蒸镀法
（c）图表示当入射离子的能量
（b）图表示入射离子的能量升
进一步升高，入射的离（子a还）可图以表示入射高离，子使的基能材量表低面，原子飞溅，这种
涌进晶体内部，产生所基谓材离晶子体注上只有离少子许化堆状积态，为为溅真射，使这种离子
入。金属间化合物在基空材蒸表镀面。析
反向沉积在基材上的方法称为溅
出。
射涂层。
TiCl4(气) 2H2(气) Ti(固) 4HCl(气) Ti(固) CH4(气) Ti(固) 2H2(气)
H2O
Ar
TiO2
2009-12-15
材料制备技术
➢ （2）物理气相沉积法（PVD）——利用加热或离子撞 击等物理方法，使金属挥发或离子化，借以在基材上沉 积出所要求的金属或化合物。
➢ 金属间化合物主要的相有：σ相和Laves相。 ➢ 它们都属于拓扑密排相，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。
2009-12-15
材料制备技术
4. 分类
•库尔纳柯夫（Kurnakov）型金属间化合物
➢ 把几种金属块或金属粉末按要求的成分比例配合，经熔 炼后即可制得单相或多相金属间化合物。
✓采用熔炼法，必须根据根据所制备化合物的熔点、蒸汽压、及与气体 的反应，相应确定所用的电源，调整熔炼保护气氛等。
✓熔炼法采用的热源主要有电阻加热、高频感应加热、电子束熔炼、等 离子熔炼和红外线加热等。
2009-12-15
2009-12-15
材料制备技术
➢ 影响合金化的主要因素
▪ （a）球磨种类、尺寸及球料比； ▪ （b）球磨气氛； ▪ （c）过程控制剂； ▪ （d）机械合金化装置； ▪ （e）球磨转速和装球量。
2009-12-15
材料制备技术
3. 气相沉积法
➢ （1）化学气相沉积法（CVD）——将挥发性化合物的 蒸汽或气体在加热的基材上热分解或热反应，而使所要 的挥发化合物在基材沉积析出的方法。
2009-12-15
材料制备技术
➢ （2）扩散渗透法——把某种特定元素扩散渗透到金属 或合金表面上，在基材金属表面形成了由渗透元素和基 材金属所构成的金属间化合物层。
2009-12-15
材料制备技术
❖ 包埋处理——将含有渗涂元素 的介质做成粉末状、糊状或熔 盐状使用，在包埋剂或金属渗 剂中进行的渗涂处理。
2009-12-15
材料制备技术
➢ （3）机械合金化法（MA）——把欲合金化的元素粉 末混合起来，在高能球磨机等设备中长时间运转，粉末 经球磨的碰撞、挤压，重复地发生变形、断裂、焊合、 原子间相互扩散而形成粉末，成为弥散分布的超细微粒 子。在这一过程中，各组分的原子相互扩散，形成新的 相结构，达到合金化的目的。
➢ 由于可以改变金属母体和混合比例，所以金属间化合物可 以有无数的组合。
➢ 金属间化合物具有化学计量的组分。
▪ 二元系可表示为：AmBn ▪ 三元系可表示为：AmBnCp ▪ 一般认为，m、n、p为整数；但也可以是非整数；或者在一定
范围内连续变化。
2009-12-15
材料制备技术
3. 金属间化合物的相
其化学式规定成分的两侧不再有成分范围。
2009-12-15
材料制备技术
5. 晶体结构
➢ 分为以面心立方为基本结构和以体心立方为基本结构的两 种晶体结构。
➢ 考察金属间化合物晶体结构的时候，重要的是先要注意其 基本结构。
2009-12-15
材料制备技术
2009-12-15
材料制备技术
1. 熔炼法
第十章 金属间化合物的制备
2009-12-15
材料制备技术
1. 特点
2009-12-15
材料制备技术
➢ 特性：
▪ 高温强度优异； ▪ 室温脆性大。
1. 特性
2009-12-15
材料制备技术
2. 含义
➢ 金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主要组成的 二元系或多元系中出现的中间相和亚稳相化合物。