专利名称：一种制备金属间化合物的方法
技术领域：
本发明属于金属间化合物的制备技术领域。
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。
图2为摩尔比为2∶1的亚微米级镁粉和纳米级镍粉的混合粉末在烧结后的X射线衍射谱线图。
权利要求
1.一种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，在此温度下保持0.5～10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。
2.如权利要求1所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于坯料在热处理炉中发生合金化反应时，升温到低熔点金属0.6～0.9Tm，在此温度下保持2～4小时。
3.如权利要求1或2所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于混合均匀时采用的方法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，混合0.1～10小时，然后去除分散溶液。
4.如权利要求3所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于分散溶液与金属超微粉末的体积比为(2～4)∶1。
5.如权利要求3所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于分散溶液与金属超微粉末混合时间为1～4小时。
6.如权利要求1或2所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于压制成坯料时采用的方法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，将金属超微粉末压制成为具有该特定形状的坯料。
7.如权利要求3所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于压制成坯料时采用的方法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，将金属超微粉末压制成为具有该特定形状的坯料。
8.如权利要求6所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于压制成坯料时压力条件为100～200MPa。
9.如权利要求7所述的一种制备金属间化合物的方法，其特征在于压制成坯料时压力条件为100～200MPa。
全文摘要
本发明公开了一种制备金属间化合物的方法,属于金属间化合物的制备技术领域。该方法步骤为:按照欲制备的金属间化合物成份将不同种金属超微粉末混合均匀,压制成坯料;再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,在此温度下保持0.5～10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。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。
文档编号C22C1/04GK1363702SQ0210034
公开日2002年8月14日 申请日期2002年1月11日 优先权日2002年1月11日
发明者李星国, 刘彤 申请人:北京大学