一种制备金属间化合物的方法.pdf

发明内容：

本发明的目的是提供一种特别适用于熔点、比重相差很大或者易挥发金属组成的
金属间化合物的低温制备方法，整个过程能在较低的温度下进行，制备出的金属间化
合物纯度高、成份均匀，晶粒度小，并可以节省能源。

本发明制备金属间化合物的方法，步骤如下：

(1)按照欲制备的金属间化合物的组成成份及摩尔比，将不同种金属超微粉末(纳
米级或亚微米级)混合均匀，压制成坯料；

(2)将坯料放入热处理炉中，反应气氛选择真空、惰性或者还原性保护气氛，升温
到低熔点金属0.3Tm以上，优选方案为0.6～0.9Tm，在此温度下保持0.5～10小时，
优选方案为2～4小时，发生合金化反应生成金属间化合物，反应完成后冷却即可。

上述方法中混合均匀时采用的方法可以是：将不同种金属超微粉末放在混合器中，
在混合器中按照分散溶液与金属超微粉末的体积比为(0.5～10)∶1加入一定量分散溶
液，优选体积比为(2～4)∶1，混合0.1～10小时，优选混合时间为1～4小时，然后去
除分散溶液。

上述方法中压制成坯料时采用的方法可以是：根据所需要的金属间化合物的形状
选择具有该形状的模具，在30～500MPa压力条件下，优选方案为100～200MPa，将金属
超微粉末压制成为具有该特定形状的坯料。

本发明的优点与积极效果：

本发明采用纳米或亚微米级金属超微粉末为原料，将合金化和烧结同时进行，精
确控制成份，容易获得晶粒度小的单相结构，减少杂相和偏析，整个过程能在较低的
温度下进行，可以节省能源，特别适用于制备熔点、比重相差很大或者易挥发金属组
成的金属间化合物。

采用铸造方法制备金属间化合物，由于其反应为两种金属的液相反应，合成温度
很高，易产生粗大晶粒；常规的无压力烧结粉末冶金方法制备金属间化合物，其反应
为固相---液相反应，合金化反应一般在高于低熔点金属熔点的一定温度下完成，由于
烧结温度较高，合成的金属间化合物晶粒较大。本发明采用纳米或亚微米级金属超微
粉末为原料，初始颗粒的晶粒度很小，又由于纳米或亚微米级金属超微粉末的比表面
积很大，颗粒活性很强，合成反应能够在低于低熔点金属熔点的一定温度下完成，属
于固相---固相扩散反应，合成温度低，因而抑制了晶粒生长，获得的金属间化合物晶
粒细小，同时节约了能源。

本发明采用纳米或亚微米级金属超微粉末为原料，颗粒的尺寸很小，颗粒间接触
面积大，固相反应的扩散距离短，因此固相反应能够充分进行，有利于组织和成份均
匀化，获得单相结构的金属间化合物，减少杂相和偏析。

由于本发明方法是固相---固相反应，它对组成金属的熔点、比重差异以及易挥性
不敏感，能够精确控制金属间化合物的成份，所以特别适用于熔点、比重相差很大或
者易挥发金属组成的金属间化合物。

采用本发明的方法，用摩尔比为2∶1的亚微米级镁粉和纳米级镍粉的混合粉末制
备Mg2Ni金属间化合物，混合粉末在烧结前的X射线衍射谱线图如附图1所示，对照标准
粉末X射线衍射卡片发现，混合粉末在烧结前X射线衍射谱线由Mg和Ni单质的X射线衍射
特征谱线联合组成，X射线衍射谱线中未发现杂相峰，说明本发明方法采用的的金属粉
末原料纯度高。混合粉末在烧结后的X射线衍射谱线图如附图2所示，对照标准粉末X射
线衍射卡片发现，混合粉末在烧结后X射线衍射谱线由简单六方结构Mg2Ni的X射线衍射
特征谱线组成，X射线衍射谱线中未发现杂相峰，说明本发明方法获得的金属间化合物
为单相结构，纯度高。