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Fe3(SixAl1-x)型有序金属间化合物(Intermetallic Compounds,简称IMC)合金不仅是性能优异的软磁材料,也是潜在的新型高温结构材料。本文利用Fritsch Pulversitte5型行星式球磨机、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了3Fe/xSi/(1-x)Al元素混合粉末在球磨过程中的机械化学效应,对机械球磨粉末进行了退火处理和热压烧结,分析了退火和热压烧结产物的相组成及热压烧结产物显微形貌、密度等物理化学性能。 研究结果表明,球磨过程中,3Fe/xSi/(1-x)Al元素混合粉末的机械化学效应因子均发生了显著变化: 1.晶粒尺寸随球磨时间的延长而下降,在球磨开始阶段晶粒尺寸下降较快,球磨5h后晶粒尺寸下降到20nm以下,之后晶粒尺寸随球磨时间的下降速度减慢; 2.晶格应变随球磨时间而增加,在粉末易变形阶段晶格应变变化较快,当粉末中的缺陷密度积累到一定程度时,晶格应变随球磨时间的变化大大减慢,趋于某一极限值; 3.有效温度系数随球磨时间的变化规律与晶格应变的变化规律相似,即在开始阶段变化较快,球磨后期也逐渐趋于一极限值。 同时,试验发现3Fe/(xSi,(1-x)Al)元素混合粉末球磨适当时间的产物为α-Fe(Si,Al)过饱和固溶体。基于上述试验,采用Miedema半经验电子理论建立了二元体系的热力学模型,对Fe75Si25和Fe75Al25处于不同状态下的自由能和生成焓进行了计算。计算结果表明,在以Fe75Si25和Fe75Al25配比的合金体系中,有序合金Fe3Si和Fe3Al热力学上最稳定。球磨过程中存储在颗粒晶界和位错等缺陷处的能量是形成α-Fe(Si,Al)固溶体的根本原因。因此,对球磨粉末进行退火,在平衡条件下可以得到Fe3(Si-xAl1-x)型有序合金。