Ni-Al 粉末的放热反应原理及过程

Ni-Al粉的放热过程将80Ni/ 20Al的镍包铝粉末与5Al/95Ni的铝包镍粉末置于电炉中加热。炉温超过640℃以后发生强烈的放热反应，并维持几秒钟后，粉末温度冷却至炉温。

若炉温低于640℃，则观察不到明显的反应。但粒子中的Al扩散到Ni中，分别生成一种易碎的化合物与一种浅灰色的相。

当炉温高于640℃，80Ni/20A1镍包铝粉末出现种明显的放热反应。反应产物构成三个同心圆，这些产物都是金属间化合物，它们分别是：β-NiAl3、γ-Ni2Al3、β'-NiAl和a'-Ni3Al。

依据Ni-Al的平衡相图可认定，当温度低于660℃时，只发生固态扩散。即Al扩散到Ni中，并导致生成Ni-Al的中间相：a'、β'、γ和β。但只有在扩散速度足够大时，才会同时出现a-Ni和γ-Ni2Al3两相。

当温度高于660C时，80Ni/20Al的镍包铝粉末的Al芯熔化，浸润Ni壳并发生反应，生成AlxNiy,同时放出大量热。从大约660℃时生成某些β-NiAl3,此反应速度相当高。随反应的进行，系统的温度亦随之升高。自854℃开始，β-NiAl3分解成γ-Ni2Al3。由于Ni的熔解，会生成更多的熔体和γ相，并释放出更多的反应热，使系统温度急剧上升。当温度高于1133℃时，γ-Ni2Al3分解成β'-NiAl和熔体。但此反应很慢，反应热也很小。由于γ-Ni2Al3的生成所带来的系统的温升，会使温度超过NiAl化学计算量的熔点。在高温中熔体被维持的时间足够长时，则整个体系会变得相当均匀。冷却之后，平衡态中由几乎等重量的β'-NiAl和a'-Ni3Al组成。