祖国胤, 张 影, 魏振雄, 满 婷

(东北大学 材料科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110819)

Fe-Al金属间化合物表现出较高的比强度和中温强度,具有反常的屈服强度和温度关系,并且其原材料价格低廉,被认为是介于高温合金与陶瓷之间的一类新型高温结构材料[1-3].Fe3Al,FeAl等金属间化合物原子间排列长程有序、结合力强,兼有金属键和共价键的特征,因而具有一些特殊的物理、化学和力学性能,如优良的高温结构性质和抗硫化腐蚀性等[4-6].然而,Fe-Al金属间化合物多存在室温脆性、成形性能差等突出问题,严重制约了这类材料的工程化应用.

均匀微细的组织结构以及添加适量的合金元素已被证明是改善其室温脆性及提高力学性能的有效方法[7].Clegg等[8]在1990年首次将“仿生叠层复合”的概念应用于复合材料中,创造性地制备出了SiC/C微叠层复合材料.自20世纪90年代起,将微叠层复合的构思逐渐推广到具有脆性金属化合物的金属体系中,并最早制备出Ti/Al3Ti微叠层复合材料[9-10].近年来对金属/金属间化合物层状复合材料的研究较多,制备方法有爆炸焊接法、热等静压法、轧制法等,且研究内容集中在原始金属箔材的分层厚度比、化合物相形成的热力学与动力学、组织与性能、原位裂纹演变观察与断裂韧性等方面[11-13].

上述为Fe-Al金属/金属间化合物微叠层复合材料的制备提供了新的思路,将Fe-Al金属间化合物层作为基体,将Fe金属层作为中间夹层来减小材料的力学性能对原始裂纹缺陷的……