金属间化合物的特性和应用探析

近20年来，人们开始重视对金属间化合物的开发应用，这是材料领域一个根本性的转变，也是今后材料发展的重要方向之一。金属间化合物由于它的特殊晶体结构，使其具有其他固溶体材料所没有的性能。特别是固溶体材料通常随着温度的升高而强度降低，但某些金属间化合物的强度在一定范围内反而随着温度的上升而升高，这就是它有可能成为新型高温结构材料的基础。另外，金属间化合物还有一些性能指标是固溶体材料的数倍乃至几十倍。

Ni-Al、Ti-Al金属间化合物适合用作航空航天材料，具有很好的应用潜力，已受到欧、美等发达国家的普遍重视。一些Ni-Al合金已获得应用或试用，如用于柴油机部件、电热元器件、航空航天飞机紧固件等。Ti-Al合金可替代镍基合金制成航空发动机高压涡轮定子支撑环、高压压气机匣、发动机燃烧室扩张喷管喷嘴等。我国宇航工业正试用这类合金制造发动机热端部件，前景非常广阔。

例如，20世纪90年代美国GE发动机公司将Ti-47Al-2Cr-2Nb合金低压气机叶片安装在CF6-80C2战机上并做了1000个模拟飞行周次的考核，结果TiAl合金叶片完整无损。其后美国国家航空航天总署（NASA）的“AITP”计划，将TiAl合金用作GE-90发动机5级和6级低压气机叶片，目标是取代原来的Rene77叶片，以降低质量80kg。在压气机叶片台架试车取得进展的同时，TiAl合金作为机匣、涡轮盘、支撑架、导梁等应用也在逐步展开。(www.xing528.com)

Fe₃Al金属间化合物由于具有高的抗氧化性和耐磨性，可以在许多场合代替不锈钢、耐热钢或高温合金，用于制造耐蚀件、耐热件和耐磨件，其良好的抗硫化性能，适合于恶劣条件下（如高温腐蚀环境）的应用。例如，可用于火力发电厂结构件、渗碳炉气氛工作的结构件、化工器件、汽车尾气排气管、石化催化裂化装置、加热炉导轨、高温炉箅等。此外，由于Fe₃Al金属间化合物具有优异的高温抗氧化性和高的电阻率，有可能开发成新型电热材料。Fe₃Al还可以和WC、TiC、TiB、ZrB等陶瓷材料制成复合结构，具有更加广阔的应用前景。