铜铝系中金属间化合物形成机制的研究现状

吴少鹏，周 蕾，蔡晓兰，栗文浩，程远超

（昆明理工大学 冶金与能源学院，云南 昆明 650093）

0 引言

具有不同化学性质的两种物质之间的相互扩散通常会产生一种或几种中间化合物，每种化合物呈层状结构生长［1-2］.这种相互扩散的行为已经在许多例子中观察到，包括固-固［3-4］，固-液［5］以及气-固［6］，其中常见的气-固间化学反应可以用未反应核模型来描述和理论计算.此外，不同材料间的相互扩散不仅会导致化合物的生成，还会导致空位的产生，称为科肯德尔效应（Kirkendall effect）.

铜铝合金由于优异的耐蚀性、高强度、机械性能使其在先进结构材料方面具有很大的应用潜力［7-9］.这些合金利用自身新颖的微观结构极大地改善了材料的物理性能.至此，不同的技术被用来制备铜铝合金，这些技术中包含铸造［10-12］、锻造、粉末冶金、轧制复合［13-14］、扩散结合［15-16］、摩擦焊接［17-19］、大塑性变形［20］以及机械合金化［21］.

采用机械合金化法和热扩散法制备铜铝合金时，会形成Cu9Al4、CuAl2、CuAl等金属间化合物，在不同的制备条件下对应不同的金属间化合物的形成，其中对于Cu9Al4以及CuAl2相形成的先后顺序及其形成机制尚存在质疑.本文综述了机械合金化和热扩散法在铜铝合金制备过程中金属间化合物的形成机制，从本质上深入分析了影响铜铝金属间化合物形成及生长的因素.

1 机械合金化过程中铜铝金属间化合物的形成

机械合金化因其独特的性质在近些年受到越来越多的关注.这归因于：1）机械合金化（Mechanical Alloying，MA）工艺可以将熔点显著不同或者在固态中不相溶的组成元素合金化，这在传统熔炼技术中很难或者不可能实现［22］；……