机械合金化和放电等离子烧结制备Al-Fe合金的微观组织演变

金属学报, 2013, 49(4): 435-442. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00647

机械合金化和放电等离子烧结制备Al-Fe合金的微观组织演变

顾健 ^1, , 古飒飒 ^2, , 薛丽红 ^3, , 吴树森 ^4, , 严有为 ^5,

1.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉,430074

2.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉,430074

3.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉,430074

4.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉,430074

5.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉,430074

基金项目: 国家重点基础研究发展计划项目2012CB619600,国家自然科学基金项目51002054及中央高校基本科研业务费项目2011TS014资助

关键词： Al-Fe合金 , 机械合金化 , 放电等离子烧结 , 微观组织

MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF Al-Fe ALLOYS PREPARED BY MECHANICAL ALLOYING AND SPARK PLASMA SINTERING

采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)工艺制备致密的块体Al-Fe合金.微观结构分析表明,MA 0和10 h的粉末经过SPS后,在Al基体上分布着Al/Al13 Fe4/Al5 Fe2/Fe层状结构的大颗粒铝铁金属间化合物相和细小的条状或点状的Al13Fe4金属间化合物相；MA 20 h的粉末经过SPS后只有单一的Al13Fe4相均匀弥散分布于Al基体上.对Al-Fe二元体系进行热力学和动力学分析,在SPS过程中Al/Fe界面上的初生形核相为Al13Fe4,但由于Al5Fe2的Gibbs自由能比Al13Fe4低,大颗粒中心部分的Fe与接触的Al13Fe4能进一步发生反应,生成Al5Fe2的同时Fe颗粒自身尺寸相应减小,这是大颗粒铝铁金属间化合物中Al/Al13Fe4/Al5Fe2/Fe层状结构形成的原因.

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