镨砷铁三元系高温产物及相互作用机理研究*

罗锦校，黄 润，付成辉，李玉莲，张金柱

(1. 贵州大学 材料与冶金学院，贵阳 550025；2. 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室，贵阳 550025)

0 引 言

稀土元素包括化学元素周期表中的15个镧系元素和钪、钇[1-3]。因为有着特殊的电子层结构，最外层的不饱和电子层可以产生多种多样的电子吸收，所以稀土元素的性质比较活泼，因其独特的电学和磁性而被认为是新材料的瑰宝。砷是钢中经常出现的残余有害元素之一，残存钢中的残余杂质元素砷容易发生偏析、晶界偏析以及氧化富集，会影响钢材的回火脆性、热加工性、高温热塑性、力学性能等[4]。而稀土元素因其活泼的化学性质能与砷等低熔点杂质发生强烈交互作用，形成高熔点化合物，从而改善钢的热塑性和力学性能。

目前在稀土元素镨与砷和铁的相互作用上研究较少，根据铁-镨二元相图[5]以及Shunkang Pan[6]和Katarzyna Pawlik[7]等人的研究镨在773 K与铁生成Fe17Pr2二元化合物。根据铁-砷二元相图[8]，铁能与砷生成Fe2As、Fe3As2、FeAs及FeAs2。稀土-铁-砷三元系的研究目前报道了Re-Fe-As三元系的生成物主要有ReFe4As12(Re=La，Nd, Sm)、ReFe2As2以及Re12Fe57.5As41等[9]以及近年来成为国内外超导材料学研究的热点，受到广泛的关注的122体系之一化合物EuFe2As2[10-14]。Z.F. Gua等人[15]制出Mn16As25Pr9，Jilei Xiong, Shunkang Pan等[16]人制出Pr2Fe17-xNix(X=0.0, 0.2, 0.6,1.0)镨砷、镨铁之间的三元化合物。而目前Pr-Fe-As三元系的研究尚未见文献报道，基于此本文采用工业纯铁缸体密闭的熔渗-扩散法实验研究镨砷原子比对Pr-Fe-As三元系交互作用的影响，应用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析仪等测试分析方法，研究各熔渗试样的生成物和析出相，系统的研究镨、砷和铁之间的相互作用，对处理元素砷提供重要的理论基础。……