| 主权项 |
1.一种以粉末治金技术制造铁铝化物金属间合金 组成物之方法,包括步骤为: 形成一种含铝粉和铁粉的粉末混合物, 加热粉末混合物以使铝粉和铁粉反应而形成含Fe2 Al5.自由铝和自由铁的第一反应密实物, 加热第一反应密实物以使自由铁与自由铝及/或Fe2 Al5反应而形成含FeAl、Fe2Al5和自由铁的第二反应密 实物;及 加热第二反应密实物以使自由铁与FeAl及/或Fe2Al5 反应而形成含FeAl的烧结过密实物。2.如申请专利 范围第1项之方法,其中加热步骤系在真空或惰气 环境中进行。3.如申请专利范围第1项之方法,其中 藉由固态反应来形成Fe2Al5而不需要将铝粉熔化。4 .如申请专利范围第1项之方法,其中在Fe2Al5,的形成 期间,第一密实物由于体积变化而发生的膨胀系少 于10%。5.如申请专利范围第1项之方法,其中在FeAl 的形成期间,铝粉系完全熔化。6.如申请专利范围 第1项之方法,其中在FeAl的形成期间,第二反应密实 物由于体积变化而发生的膨胀系少于10%。7.如申 请专利范围第1项之方法,其中FeAl最初形成为一介 于铁粉与Fe2Al5间之层。8.如申请专利范围第1项之 方法,其中在FeAl的形成期间,烧结过密实物由于体 积变化而发生的膨胀系少于10%。9.如申请专利范 围第1项之方法,其中粉末混合物系在少于1℃/分钟 的加热速率被加热。10.如申请专利范围第1项之方 法,其中烧结过密实物系被加热到足以增加烧结过 密实物之密度超过90%的理论密度。11.如申请专利 范围第1项之方法,其更包括将粉末压制成为成型 品。12.如申请专利范围第1项之方法,其中在加热 步骤期间,以下反应可连续发生: Fe2Al5形成为一围绕铁粉的个别粒子之层,而不需要 熔化铝粉, 铝粉熔化及扩散入铁粉内, 藉由铁粉与Fe2Al5之间的界面反应而形成部分的FeAl ,及 藉由固态扩散而形成其余的FeAl。13.如申请专利范 围第1项之方法,其中粉末混合物包含水、气体或 聚合物雾化粉末,且该方法更包括一在共固化步骤 之前筛分粉末及掺合粉末和黏合剂之步骤,该黏合 剂在共固化步骤期间提供粉末个别粒子的机械互 锁。14.如申请专利范围第1项之方法,其中加热步 骤包括在1200至1350℃的温度于真空或惰气环境中 加热第二反应密实物。15.如申请专利范围第1项之 方法,其中烧结过密实物具有1至50微米的晶粒大小 。16.如申请专利范围第1项之方法,其中粉末混合 物的形成步骤包括混合平均粒子大小为1至200微米 的铁粉和铝粉。17.如申请专利范围第1项之方法, 其中金属间合金更包括≦2% Mo、≦1% Zr、≦2% Si、 ≦30% Ni、≦10% Cr、≦0.3% C、≦0.5% Y、≦0.1% B、≦1 % Nb及≦1% Ta。18.如申请专利范围第1项之方法,其 中金属间合金更包括0.3-0.5% Mo、0.05-0.3% Zr、0.01-0.5 % C、≦0.1% B、≦1%氧化物粒子,其余为Fe。19.如申 请专利范围第1项之方法,其中烧结步骤提供10至30 微米的平均晶粒大小。20.如申请专利范围第1项之 方法,其中粉末包括元素铁及12至32重量%铝粉。图 式简单说明: 第1图显示以5℃/分钟在温度范围350至850℃中加热 时铁和铝粉之丸粒的热膨胀曲线,而第1b图显示丸 粒在相同的温度范围中之示差扫描量热法(DSC)数 据; 第2图显示以1℃/分钟加热且真空炉温轮廓以1℃/ 分钟的设定温度加热速率,铁和铝粉之丸粒的热膨 胀轮廓之一选择部分; 第3图显示以5℃/分钟加热且真空炉温轮廓以5℃/ 分钟的设定温度加热速率,最高到1300℃,铁和铝粉 之丸粒的热膨胀轮廓之一选择部; 第4图显示以0.5℃/分钟加热,铁和铝粉之丸粒的热 膨胀轮廓; 第5图显示用0.5℃/分钟的加热速率,在不同温度所 中断的铁和铝粉之样品的X射线绕射图; 第6a-d图显示用0.5℃/分钟的加热速率,在不同温度 所中断的铁和铝粉之样品的显微照片; 第7图显示在700℃中断,铁和铝粉之样品的显微照 片和EDX光谱; 第8a图显示一种未经蚀刻的样品之显微照片,而第8 b显示一在1250℃烧结3小时的已蚀刻样品之显微照 片; 第9图为一曲线图,显示样品密度为加热中断时的 温度之函数; 第10图为一曲线图,显示在铁和铝的第一次放热反 应期间,样品密度和线性膨胀速率为各种加热速率 的函数; 第11图为由收缩速率所计算的烧结FeAl之活化能的 曲线图; 第12图为铝和铁之元素粉末的加热期间,以慢和快 的加热速率由室温加热到1000℃时,FeAl的形成示意 图;及 第13图为样品的尺寸变化与扩散入铁内以形成Fe2Al 5的铝量之间的依附关系之曲线图。 |
