Термическое осаждение химически активных слоев оксид металла/алюминий и изготовленные из них дисперсно-упрочненные алюминиды

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента ТЕРМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СЛОЕВ ОКСИД МЕТАЛЛА/АЛЮМИНИЙ И ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ НИХ ДИСПЕРСНОУПРОЧНЕННЫЕ АЛЮМИНИДЫ Алюминиды металла образуются с помощью исходного процесса термического осаждения,который образует промежуточный материал, включающий элементарный алюминий и другой элементарный металл, а также оксид другого металла. Термически образованный промежуточный материал потом нагревают с целью инициирования экзотермической реакции, которая образует металлалюминидный материал. Реакция может быть инициирована с помощью локального или объемного нагревания промежуточного материала и может включать реакцию между алюминием и элементарным металлом, а также термитную реакцию между алюминием и оксидом металла. Получающийся металлалюминидный материал может быть, по существу, полноплотным и может содержать оксидные упрочняющие выделившиеся фазы, такие как оксид алюминия. 016046 Уровень техники Никелеалюминиевые сплавы (алюминиды никеля) являются коррозионностойкими при повышенных температурах. Для образования таких сплавов может быть использован реакционный синтез из смеси тонкоизмельченных одноэлементных порошков. По этой технологии порошок с желательным составом смешивают в шаровой мельнице и впрессовывают в штамп. Прессованный порошок затем нагревают, чтобы инициировать экзотермическую реакцию, которая образует алюминид никеля. Получающийся материал прочнее и легче, чем нержавеющая сталь. Однако материал никогда не становится полностью расплавленным по этой технологии обработки. Это задерживает пористость в микроструктуре, что может уменьшить общую прочность материала. К тому же, получающийся сплав может оставлять некоторые из микроструктурных признаков формы, предварительно подвергнутой реакции. Обработка термическим напылением представляет собой нанесение расплавленного или полурасплавленного материала на подложку, чтобы создать покрытие для модифицирования свойств, для пространственной модернизации на детали или для получения трехмерной формы. Осаждаемый материал обычно получается из порошка, исходное сырье, стержень или проволоку нагревают, разгоняют по направлению к подложке горячей струей сжигаемого или плазменного газа. При столкновении расплавленные капельки рассеиваются с образованием брызг. Покрытие или твердое тело образуется как слой отложения этих брызг сверх слоя уже осажденных капелек. Раскрытие изобретения Описан путь реакционного синтеза для получения упрочненных алюминидов, таких как алюминиды никеля. Хотя в настоящем описании главным образом описывают алюминиды никеля, другие интерметаллиды могут быть получены в соответствии с настоящим изобретением. Например, могут быть получены другие алюминиды, такие как алюминиды меди, алюминиды титана, алюминиды железа, алюминиды вольфрама и подобное. Метод синтеза использует брызговую технологию как способ уплотнения для образования композиционного материала предшественника. Предшественник или промежуточный материал получают с помощью термически напыляемых металла-предшественника и алюминия в присутствии кислорода таким способом, что металл-предшественник частично окисляется в процессе подачи. Получающийся в результате промежуточный материал включает металл-предшественник, оксид металла-предшественника и алюминий. Например, промежуточный материал может включать Ni, NiO и Al,с NiO, образующим поверхностный слой на Ni. Пористость промежуточного материала сводят к минимуму и концентрацию оксидов металлов регулируют с помощью манипулирования параметрами, используемыми для создания композита. Промежуточный композит-предшественник потом подвергается самоподдерживающейся реакции,если применяют достаточную тепловую энергию. Достигнутую температуру во время этой реакции определяют с помощью концентрации оксидов металлов во вступающем в реакцию предшественнике. Низкая пористость и макроскопическая гомогенность композита-предшественника придает ему уникальные термические свойства во время реакции, что позволяет всему реагирующему телу стать полностью расплавленным. В этом полностью расплавленном состоянии материал может быть разлит в пресс-форму. Выделившаяся фаза алюмооксидных микросфер может образоваться из расплава, создавая механизм упрочнения. Дополнительное охлаждение создает дисперсно-упрочненный никелеалюминидный сплав. Преимущества настоящего изобретения состоят в следующем: сверхреакционноспособная форма предшественника с меньшей пористостью, лучший контакт частицы с частицей и контролируемое содержание оксида, что регулирует динамику реакции; превосходная реакция легирования с лучшим теплопереносом, более горячая реакция и достижение состояния полного расплавления и превосходная структура с полным уплотнением, упрочняющий механизм, предоставляемый дисперсией алюмооксидных микросфер и контролируемой концентрацией микросфер. Аспектом настоящего изобретения является обеспечение способа получения химически активного материала, включающего термическое напыление металла-предшественника и алюминия, в присутствии кислорода для частичного окисления металла-предшественника при подаче и для получения химически активного промежуточного материала, включающего металл-предшественник, оксид металлапредшественника и алюминий. Другим аспектом настоящего изобретения является обеспечение способа получения металлалюминидного материала, включающего термическое напыление металла-предшественника и алюминия, в присутствии кислорода для получения промежуточного материала, включающего металлпредшественник, оксид металла-предшественника и алюминий, и инициирование реакции промежуточного материала для образования металлалюминидного материала. Дополнительным аспектом настоящего изобретения является обеспечение способа получения металлалюминидного материала, включающего нагревание промежуточного материала, содержащего нанесенный термическим напылением элементарный алюминий, по меньшей мере один другой элементарный металл и оксид по меньшей мере указанного одного другого элементарного металла, чтобы инициировать экзотермическую реакцию, которая образует металлалюминидный материал.-1 016046 Другим аспектом настоящего изобретения является промежуточный материал, полученный термическим напылением, включающий элементарный алюминий, по меньшей мере один другой элементарный металл, способный к образованию алюминида металла с алюминием и оксида по меньшей мере одного другого элементарного металла. Дополнительным аспектом настоящего изобретения является получение металлалюминидного материала, включающего продукт реакции промежуточного материала, включающего термически напыляемый элементарный алюминий, по меньшей мере один другой элементарный металл, способный к образованию алюминида металла, и оксид по меньшей мере указанного одного другого элементарного металла. Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут более очевидны из следующего описания. Краткое описание чертежей Фиг. 1 иллюстрирует энергии реакции как функцию исходного Ni и Al состава во время образования алюминидов никеля. Фиг. 2 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую вариант воплощения настоящего изобретения. Фиг. 3 представляет собой XRD спектр (рентгеновский спектр) исходного сырья Ni. Фиг. 4 представляет собой рентгеновский спектр полученного напылением метастабильного промежуточного материала, включающего элементарный Al, элементарный Ni и NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 5 представляет собой изображение (200), полученное сканирующей электронной микроскопией (СЭМ) для полученного термическим напылением метастабильного промежуточного материала,включающего элементарный Al, элементарный Ni и NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 6 представляет собой изображение (5000) СЭМ и анализ пятна с помощью EDS (energydispersive X-ray spectroscopy) - энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС) для полученного термическим напылением метастабильного промежуточного материала, включающего элементарный Al, элементарный Ni и NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 7 представляет собой запись DSC (Differential Scanning Calorimetry - дифференциальной сканирующей калориметрии - ДСК) экзотермической реакции, которая происходит при нагревании химически активного промежуточного материала, включающего элементарный Al, элементарный Ni и NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 8 показывает данные рентгеновской дифракционной спектроскопии для дисперсноупрочненного NixAly - материала, соответствующего продукту реакции промежуточного материала в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 9 представляет собой изображение (200) СЭМ для дисперсно-упрочненного NixAly - материала, соответствующего продукту реакции промежуточного материала в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 10 представляет собой изображение (5000) СЭМ, полученное сканирующей электронной микроскопией с EDS-анализом пятна для дисперсно-упрочненного NixAly - материала, соответствующего продукту реакции промежуточного материала в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 11 представляет собой изображения СЭМ с обратно рассеянными электронами морфологического изменения между метастабильным промежуточным материалом в напыленном виде (слева) и прореагировавшим дисперсно-упрочненным NixAly материалом (справа) при большом увеличении (вверху) и малом увеличении (внизу). Фиг. 12 показывает данные рентгеновской дифракционной спектроскопии для химически активного предшественника с низким содержанием оксида. Фиг. 13 представляет собой изображение (200) СЭМ для полученного термическим напылением метастабильного промежуточного материала с низким содержанием оксида, включающего элементарныйAl, элементарный Ni и относительно низкие количества NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 14 представляет собой изображение (2000) СЭМ и с ЭДС анализом пятна для полученного термическим напылением метастабильного промежуточного материала с низким содержанием оксида,включающего элементарный Al, элементарный Ni и относительно низкие количества NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 15 представляет собой изображение (5000) СЭМ и ЭДС анализа пятна для полученного термическим напылением метастабильного промежуточного материала с низким содержанием оксида,включающего элементарный Al, элементарный Ni и относительно низкие количества NiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.-2 016046 Фиг. 16 представляет собой запись ДСК экзотермической реакции, которая происходит при нагревании полученного термическим напылением метастабильного промежуточного материала с низким содержанием оксида, включающего элементарный Al, элементарный Ni и относительно низкие количестваNiO в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 17 показывает данные рентгеновской дифракционной спектроскопии для NiAl, соответствующего продукту реакции промежуточного материала с низким содержанием оксида. Фиг. 18 представляет собой изображение (200) СЭМ с обратно рассеянными электронами дляNiAl, соответствующего продукту реакции промежуточного материала с низким содержанием оксида. Фиг. 19 представляет собой изображение (500) СЭМ с обратно рассеянными электронами и ЭДС анализ пятна для NiAl, соответствующего продукту реакции промежуточного материала с низким содержанием оксида. Фиг. 20 представляет собой изображение (5000) СЭМ с обратно рассеянными электронами и ЭДСанализ пятна для NiAl, соответствующего продукту реакции промежуточного материала с низким содержанием оксида. Фиг. 21 представляет собой изображения СЭМ с обратно рассеянными электронами промежуточного материала с низким содержанием оксида в напыленном виде (слева) и прореагировавшего (справа) при большом увеличении (вверху) и малом увеличении (внизу). Фиг. 22 показывает данные рентгеновской дифракционной спектроскопии для полученного термическим напылением промежуточного материала, образованного в окружающей среде с пониженным давлением и уменьшенным содержанием кислорода в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 23 представляет собой изображение (200) СЭМ с обратно рассеянными электронами полученного термическим напылением промежуточного материала, образованного в окружающей среде с пониженным давлением и уменьшенным содержанием кислорода в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 24 представляет собой изображение СЭМ с обратно рассеянными электронами (2000) и анализ пятна с помощью ЭДС для полученного термическим напылением промежуточного материала, образованного в окружающей среде с пониженным давлением и уменьшенным кислородом в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 25 представляет собой запись DSC экзотермической реакции, которая происходит при нагревании полученного термическим напылением промежуточного материала, полученного в низкокислородной окружающей среде с пониженным давлением в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Фиг. 26 показывает данные рентгеновской дифракционной спектроскопии для NixAly, соответствующего продукту реакции промежуточного материала, образованного в окружающей среде с пониженным давлением и уменьшенным содержанием кислорода. Фиг. 27 представляет собой изображение (2000) СЭМ с обратно рассеянными электронами и анализ пятна с помощью EDS для NixAly, соответствующего продукту реакции промежуточного материала,образованного в окружающей среде с пониженным давлением и уменьшенным содержанием кислорода. Фиг. 28 представляет собой изображения СЭМ с обратно рассеянными электронами промежуточного материала в напыленном виде (слева) и прореагировавшего (справа), образованного NixAly в окружающей среде с пониженным давлением и уменьшенным кислородом при большом увеличении (вверху) и малом увеличении (внизу). Подробное описание Вариант воплощения данного изобретения улучшает алюминиды никеля, созданные с использованием порошковой металлургии прессованием с применением инновационного процесса уплотнения порошка. Этот процесс изменяет химию реакции путем введения оксидов никеля или других оксидов в химически активное промежуточное состояние. Этот композит-предшественник является также менее пористым, чем химически активный материал, созданный прессованием в порошковой технологии. NiO реагирует с элементарным Al по термитной реакции. Это повышает общее количество тепловой энергии,выделенной во время реакции, и создает более быструю суммарную реакцию. Это позволяет металламкомпонентам полностью расплавиться во время реакции сплавления. К тому же, уменьшенная пористость в реактивном промежуточном уменьшает пористость в конечном сплаве, обеспечивая его дополнительной прочностью. Химически активное NiO-Ni-Al промежуточное соединение получают из смеси порошков Ni и Al,используя обработку термическим напылением. Использованный в настоящем описании термин "термическое напыление" заключает в себе процессы, такие как пламенное напыление, плазменное электродуговое напыление, электродуговое напыление, холодное сверхзвуковое газопламенное напыление - HVOF(high velocity oxy-fuel), напыление детонационной пушкой и супердетонационной пушкой, а также другие, известные специалистам в данной области техники. Исходными материалами для процесса термического напыления являются порошки, проволоки и стержни из материала, который подают в пламя, где-3 016046 они частично или полностью расплавляются. Если проволоку или стержни используют в качестве исходных материалов, то литое сырье зачищают с одного конца проволоки или прутка и распыляют высокоскоростным потоком сжатого воздуха или другого газа, которые доставляют материал на подложку или деталь. Если порошки используют в качестве исходных материалов, то они могут быть отмерены порошковым дозатором или загрузочным устройством в сжатый воздух или газовый поток, который приостанавливает и доставляет материал к пламени, где он нагревается до расплавленного или полурасплавленного состояния и перемещается к подложке или обрабатываемой детали. Связь может получиться при столкновении наносимых термическим напылением химически активных компонентов на подложку. Так как расплавленные или полурасплавленные частицы, наподобие пластичных, ударяются о подложку, то возможны несколько механизмов соединения. Механическое связывание может происходить, когда частицы разбрызгиваются на подложку. Частицы могут, таким образом, механически сцепляться с другими осажденными частицами. К тому же, локальная диффузия или ограниченное легирование может происходить между примыкающими нанесенными термическим напылением материалами. К тому же, некоторое связывание может происходить за счет ван-дер-ваальсовых сил. В одном варианте воплощения стехиометрически равные количества Ni и Al порошков смешивают для создания исходного сырьевого порошка. Этот смешанный порошок затем подают посредством порошка Sulzer-Metco 9MP в плазменную горелку-распылитель Sulzer-Metco 9MB. Высокотемпературная плазма расплавляет Ni и Al порошки и перемещает их по направлению к подложке. В зависимости от условий обработки, которые выбирают, регулируемое количество Ni материала окисляется в смешанный оксид (NixOy) при подаче Расплавленные металлические частицы ударяются о подложку, где они быстро охлаждаются и затвердевают. Это является важным этапом в образовании химически активного промежуточного, потому что это предохраняет металлы от преждевременного взаимодействия. Реакционный синтез начинается, когда часть композита-предшественника нагревают до эвтектической температуры плавления NiAl (625C). В этой точке будут происходить две одновременные дополнительные реакции. Более энергетическая реакция является термитной реакцией, которая происходит между оксидом никеля и алюминием. Термин "термитная" часто используют для названия смеси чистого алюминия и оксида железа, которая подвергается сильно экзотермической реакции с образованием оксида алюминия и расплавленного железа: Однако термин "термитная" фактически относится к любой реакции между оксидом металла (окислителем) и элементарным алюминием. Эти реакции трудно инициировать, но протекать будут быстро, до завершения, и выделять в процессе большое количество тепловой энергии. В сущности, образуется так много тепла с помощью этих реакций, что металлические продукты реакции плавятся в конце реакции. Термитная реакция оксид никеля/Al создает элементарный никель и оксид алюминия (Al2O3) как продукты реакции:Al2O3 образует выделившуюся фазу, которая упрочняет сплав и Ni способен участвовать в интерметаллической реакции Ni-Al. Реакция, которая затем происходит между Ni и Al, является интерметаллической реакцией СВСsynthesis). СВС реакции происходят между двумя металлами и производят достаточно тепла, чтобы поддержать их собственное распространение. То есть, будучи единожды инициированы теплом, эти реакции будут протекать до тех пор, пока один из реагентов полностью не израсходуется. В настоящем изобретении элементарный Ni и Al соединяются с образованием алюминида никеля (NixAly): Действуя отдельно, СВС реакции выделяют достаточно тепла, чтобы заставить реагирующие металлы накалиться докрасна, но это не расплавит металлы полностью. Как таковой, композит способен сохранять свою форму во время реакции. Объединенные энергии дополнительных реакций позволяют материалу достигнуть полностью расплавленного состояния. Сравнение энергий реакций изображено на фиг. 1. Это уменьшает захваченную пористость с помощью позволения материалу полностью уплотниться. Пока он является полностью расплавленным, также возможно отлить этот сплав в пресс-форму для достижения желательной формы. Это позволяет достигать более сложных конфигураций, чем возможны с использованием технологии синтеза из прессованного порошка. В конечном счете, реакция синтеза создает выделившуюся фазу оксида алюминия (Al2O3), которая служит центром кристаллизации в виде микросфер, которые рассредоточены по всей микроструктуре сплава. Эти сферы придают сплаву дополнительную прочность. Далее следуют примеры, демонстрирующие, что химический состав промежуточного соединения,химически активного композита может регулироваться для определения энергии, выделившейся во время реакции синтеза. Эти изменения воздействуют на микроструктуру алюминида никеля и концентрацию микросфер оксида алюминия в сплаве. Фиг. 2 показывает репрезентативный итог различий между-4 016046 этими примерами. Рентгеновские дифракционные измерения осуществляли на сыпучих порошках или на полированной поверхности каждого образца, используя дифрактометр Panalytical X'Pert Pro system с радиусом 240 мм по схеме Брэгга-Брентано (тэта-2 тэта) с использованием излучения Cu K с рабочим напряжением 45 кВ и током 40 мА. Использовали расходимость падающего пучка в 0,5 и детектировали рентгеновские лучи с помощью минипропорционального счетчика, установленного позади Cu K монохроматора (Panalytical PW3123/10) с установленной приемной щелью на 0,3 мм. Непрерывные сканирования проводили от 30 до 100 с пошаговым размером 0,03 и временем счета 4 с/шаг. Сканирующую электронную микроскопию (СЭМ) осуществляли с использованием автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа - FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) модели LEO 1530VP, с системой микроанализа ЭДС (EDAX Phoenix). Изображения были зафиксированы при использовании детекторов вторичных и обратно рассеянных электронов. Рабочее напряжение и ток указаны на самих изображениях. Пример 1. 70 мас.% Ni и 30 мас.% Al - смешанный порошок Пример 1 представляет собой стехиометрическую смесь Ni и Al порошков. Оба порошка являются коммерчески доступными марочными порошками для термического нанесения напылением. Рентгеновская дифрактограмма демонстрирует, что Ni порошок (Sulzer Metco Ni 56F) был свободен от кислорода,фиг. 3. Пример 2. Метастабильный промежуточный материал с высоким содержанием оксида. Технологию термического напыления в этом случае применяют для консолидации стехиометрической Ni-Al порошковой смеси примера 1 в химически активный композиционный материал. Этот композит является плотным и допускающим рабочие нагрузки сверх 12 ksi (тысяч фунтов на квадратный дюйм). Параметры процесса обработки выбирали, чтобы создать композит с высокой концентрацией оксида никеля (NiO). Образование композита с высокой концентрацией NiO позволяет ему реагировать по энергетической термитной реакции. Это допускает достижение более высокой температуры во время реакции. Рентгеновская дифрактограмма, полученная для композита с высоким содержанием оксида, показывает, что основными присутствующими фазами являются элементарный Al, элементарный Ni и оксид никеля (NiO), фиг. 4. СЭМ по схеме с обратно рассеянными электронами в паре с ЭДС использовали для наблюдения за распределением алюминиевой и никелевой фаз, идентифицированных с помощью дифракционного рентгеновского анализа. Изображения с малым увеличением (200), фиг. 5, показывают,что материал полностью консолидирован и состоит, главным образом, из сфер и прожилок чистого алюминия (выглядящих темно-серыми), вкрапленных между подобных сфер и прожилок, от почти белых до светло-серых. Эти более светлые участки являются смесью чистого никеля (выглядящие почти белыми на микроснимке) и фазы NiO (выглядящие светло-серыми). Это совместимо с результатами дифракционного рентгеновского анализа. Смешанную Al-Ni фазу (выглядящую серой) можно также наблюдать на некоторых участках. Наибольшие никелевые сферы составляют приблизительно 40 мкм в диаметре; наибольшие алюминиевые сферы/частицы - больше 60-80 мкм. Такие идентификации фаз подтверждаются с помощью большего увеличения СЭМ/ЭДС анализа пятна, показанных на фиг. 6. Здесь чистый никель, чистый алюминий, а также NiO могут быть ясно идентифицированы. На некоторых участках наблюдается сплав Al-Ni, выглядящий светлее, чем фаза, обогащенная Al, на фиг. 3, но темнее, чем NiO. Хотя такие изолированные Ni-Al участки наблюдаются по всему образцу, никакой отдельной интерметаллической фазы (например, Al3Ni, AlNi) не наблюдали по данным дифракционного рентгеновского анализа. В общей сложности эти результаты демонстрируют, что значительная часть Ni материалапредшественника превращается в NiO в химически активном композите. К тому же, малая объемная доля материала-предшественника взаимодействует с образованием алюминидов никеля во время образования этого промежуточного композита. Пример 3.NixAly, упрочненный с помощью дисперсии микросфер оксида алюминия. Тепло подводят к реактивным композитам примера 2, чтобы инициировать самораспространяющуюся экзотермическую реакцию. Как показывает ДСК на фиг. 7, эта реакция инициируется при 625 С и является более энергетической, чем Ni-Al реакция, которая происходит между смешанными порошками. Это позволяет достигнуть полностью расплавленного состояния, потому что реакция обеспечивает достаточно тепла, чтобы расплавить взаимодействующие вещества. Расплавленный материал является свободно текучим и может быть легко отлит в форму. Так как материал охлаждается, то оксид алюминияAl2O3 выделяется из расплава с образованием дисперсии упрочняющих микросфер в никелеалюминидной (NixAly) матричной фазе.-5 016046 На рентгеновской дифрактограмме, полученной для этого сплава, доминирует Al-Ni сплав с соотношением 1:1 и меньшими пиками оксида алюминия (Al2O3), фиг. 8. Рефлексы исходных фаз алюминия, никеля и NiO, которые присутствовали в промежуточном материале, отсутствуют в этом спектре. Это указывает на то, что эти фазы полностью израсходованы в реакции. На изображении с малым увеличением СЭМ с обратно рассеянными электронами на фиг. 9 доминирует светло-серое поле с вкрапленными малыми сферами фазы с более темно-серым затенением. Это полностью консолидированный материал, чья микроструктура совершенно не похожа на химически активный материал-предшественник. ЭДС, показанный на фиг. 10, демонстрирует, что доминантной фазой является фаза алюминида никеля, дисперсией серых сфер является Al2O3. Эти результаты согласуются с результатами рентгеновской дифрактометрии, и те и другие указывают на то, что взаимодействующие вещества Al, Ni и NiO полностью израсходовались в реакции. Фиг. 11 представляет изображения большого и малого увеличения, которые показывают микроструктурные изменения, которые происходят,когда химически активный промежуточный композит реагирует с образованием упрочненного оксидом алюминия никелеалюминидного композита. Пример 4. Метастабильный промежуточный материал с низким содержанием оксида. Пример 4 представляет собой химически активный композит с более низким содержанием кислорода, чем присутствует в примере 2. Рентгеновская дифрактограмма, полученная для этого композита,фиг. 12, показывает, что он в основном состоит из элементарного Ni и Al с намного меньшей относительной концентрацией оксида никеля (NiO). Такой анализ компонентного состава дополнительно подтверждают анализом СЭМ/ЭДС, представленным на фиг. 13-15. Эти изображения показывают, что намного меньшая объемная доля элементарного никеля превратилась в NiO во время процесса осаждения,чем при образовании химически активного предшественника, представленного как пример 2. Пример 5.NixAly сплав, изготовленный из предшественника с низким содержанием оксида. Когда химически активное промежуточное примера 4 нагревают, то оно выделяет энергию, как изображено записью ДСК на фиг. 16. С помощью этой реакции выделяется меньше тепловой энергии,чем выделялось в реакции химически активного композита, представленного как пример 2. Пример 5 представляет собой никелеалюминидный сплав, образованный с помощью инициирующейся реакции композита с низким содержанием оксида. Рентгеновская дифрактограмма, полученная для этого образца,фиг. 17, показывает, что рефлексы исходных фаз алюминия, никеля и NiO отсутствуют. Это указывает на то, что эти фазы израсходованы в реакции. Однако из-за того, что нет высокой концентрации NiO, присутствующего в композите-предшественнике, он реагирует за счет механизма охлаждения реакции СВС без большого количества тепловой энергии, внесенной от дополнительной термитной реакции. В результате материал никогда не достигает полностью расплавленного состояния, и остается ряд микроструктурных подобий его композиту-предшественнику. На изображении СЭМ с обратно рассеянными электронами доминирует однотонная область с вкрапленными большим количеством пор и маленькими прожилками более темной затененной фазы. Пористость находится вдоль межламеллярных границ, присутствующих в композите-предшественнике. На основе подтверждения ЭДС, показанного на фиг. 19 и 20, доминантной фазой является фаза AlNi, идентифицированная при помощи рентгеновской дифрактометрии, и более темную серую фазу приписывают Al2O3. Эти результаты согласуются с рентгеновской дифрактометрией, указывающей на полное расходование исходных Al, Ni и NiO. Однако экзотермическая реакция не была столь энергетической, как реакция, которая происходила в образце с высоким содержанием оксида. Фиг. 22 изображает микроструктурные изменения, которые происходят, когда материал подвергается самоподдерживающейся реакции. Пример 6. Метастабильный промежуточный материал с пренебрежимо малым содержанием оксида. Пример 6 представляет собой химически активный композиционный материал, который получили при пониженном давлении в окружающей среде с уменьшенным содержанием кислорода. Главными фазами, идентифицированными рентгеновской дифрактометрией, являются алюминий, никель и интерметаллическая фаза Al3Ni, фиг. 22. Несколько более слабые рефлексы указывают на присутствие оксидных фаз NiO и NiAl2O4. Распределение этих фаз наблюдали, используя СЭМ/ЭДС. При 200 очевидно, что материал состоит из сфер и прожилок чистого никеля (выглядящих почти белыми на микроснимке), в основном сфер и частиц чистого алюминия (выглядящих темно-серыми), перемешанных с интерметаллической фазой Al3Ni (выглядящей серой), фиг. 23. Наибольшие никелевые сферы составляют приблизительно 50 мкм в диаметре; наибольшие алюминиевые сферы/частицы - больше 75-100 мкм. При большем увеличении ЭДС анализ пятна применяли для идентификации чистого никеля, чистого алюминия и интерметаллических фаз, фиг. 24. Однако даже при таком увеличении фазы NiO были неразличимыми. Поэтому считают, что эта фаза присутствует только в пренебрежимо малых количествах.NixAly сплав, изготовленный из предшественника с пренебрежимо малым содержанием оксида. Запись ДСК, полученная для реакции предшественника с пренебрежимо малым содержанием кислорода из примера 6, показывает, что он более восприимчив к диффузионным реакциям, чем предыдущие предшественники, фиг. 25. Это означает, что общая энергия, даваемая этой реакцией, будет распространяться в течение более длительного промежутка времени. К тому же, реакция выделяет меньше общей энергии. Эти два фактора предохраняют материал от полного расплавления и позволяют ему сохранить свою форму и некоторые из своих микроструктурных признаков. Рефлексы фаз исходного алюминия и Al3Ni отсутствуют на рентгеновской дифрактограмме для этого сплава, фиг. 26. Это указывает на то, что эти фазы израсходованы в реакции. Кроме того, есть только слабое подтверждение, что еще присутствует элементарный никель. Однако наблюдаются несколько интерметаллических фаз NixAly (Al3Ni2 и AlNi3). Подобные сравнения могут быть сделаны относительно других Al-Ni сплавов, которые имеют дифрактограммы, подобные Al3Ni2, но отличаются по стехиометрии (40-60% атм Al). Идентификации основных фаз маркированы на фиг. 26. В данных рентгеновской дифрактометрии не обнаружено никаких доказательств оксидных фаз. СЭМ с обратно рассеянными электронами и ЭДС анализ подтверждает, что никаких зон чистого алюминия не присутствует в этом материале, фиг. 27. Однако ЭДС анализ пятна определил, что почти белые области на изображении СЭМ представляют собой чистый никель, несмотря на то, что результаты рентгеновской дифрактометрии показывают только очень слабые рефлексы для этой фазы. Основная фаза имеет средне-темную серую тень на изображениях и идентифицируется как Al3Ni2 интерметаллическая фаза. На участках между Al3Ni2 и Ni фазами можно различить светло-средне-серые промежуточные области. ЭДС подтверждает, что эти области представляют собой обогащенный никелем Al-Ni компонент, и приписывание поэтому сделано к фазе AlNi3, наблюдаемой в данных рентгеновской дифрактометрии. Влияние, которое вводящийся Al2O3 имел на прочность покрытий, оценили, используя определение твердости по Виккерсу. В этом испытании 1 кг нагрузки прикладывали в течение 12 с. Длины диагоналей получающегося углубления измеряли и использовали для вычисления чисел твердости. В этом испытании более высокие числа твердости по Виккерсу показали более твердые материалы. Твердость - содержание оксида Результаты показывают, что твердость повышается с повышением содержания оксида в химически активном материале-предшественнике. Это является результатом дисперсии частиц Al2O3, которые появляются в NiAl материале после реакции. Поскольку конкретные варианты воплощения изобретения были описаны выше с целями иллюстрации, специалистам в области техники будет очевидно, что многочисленные вариации деталей настоящего изобретения могут быть сделаны без отступления от изобретения, как указано в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения химически активного материала, включающий термическое напыление порошка металла-предшественника и порошка алюминия в кислородсодержащей атмосфере для частичного окисления металла-предшественника при подаче и получения химически активного промежуточного материала, включающего металл-предшественник, оксид металла-предшественника и алюминий. 2. Способ по п.1, в котором оксид металла-предшественника образует поверхностный слой на металле-предшественнике. 3. Способ по п.1, в котором металл-предшественник включает Ni, Cu, Ti, Fe и/или W. 4. Способ по п.1, в котором металл-предшественник включает Ni и оксид металла-предшественника включает NiO. 5. Способ по п.4, в котором NiO образует поверхностный слой на Ni металла-предшественника. 6. Способ по п.1, в котором термическое напыление проводят при атмосферном давлении. 7. Способ по п.1, в котором термическое напыление проводят при давлении ниже атмосферного. 8. Способ по п.1, в котором термическое напыление проводят в воздухе при атмосферном давлении. 9. Способ по п.1, в котором термическое напыление проводят в воздухе при давлении ниже атмосферного. 10. Способ получения металлалюминидного материала, включающий термическое напыление порошка металла-предшественника и порошка алюминия на подложку в кислородсодержащей атмосфере с получением промежуточного материала, включающего металлпредшественник, оксид металла-предшественника и алюминий; и инициирование реакции промежуточного материала с образованием металлалюминидного материала. 11. Способ по п.10, в котором металл-предшественник включает Ni, Cu, Ti, Fe и/или W. 12. Способ по п.10, в котором металл-предшественник включает Ni и оксид металлапредшественника включает NiO. 13. Способ по п.12, в котором NiO образует поверхностный слой на Ni металле-предшественнике. 14. Способ по п.10, в котором термическое напыление проводят в воздухе. 15. Способ по п.10, в котором термическое напыление проводят при атмосферном давлении. 16. Способ по п.10, в котором термическое напыление проводят при давлении ниже атмосферного. 17. Способ по п.10, в котором реакцию промежуточного материала инициируют путем нагревания промежуточного материала. 18. Способ по п.17, в котором нагревание включает локальное нагревание части промежуточного материала. 19. Способ по п.17, в котором нагревание включает объемный нагрев промежуточного материала. 20. Способ по п.17, в котором промежуточный материал находится при температуре окружающей среды до инициирования реакции. 21. Способ по п.17, в котором промежуточный материал охлаждают, по существу, до комнатной температуры до инициирования реакции. 22. Способ по п.10, в котором металлический алюминидный материал содержит упрочняющие выделившиеся фазы. 23. Способ по п.22, в котором упрочняющие выделившиеся фазы включают Al2O3. 24. Способ по п.10, в котором металлический алюминидный материал включает NiAl с упрочняющими включениями Al2O3. 25. Способ по п.10, в котором металлический алюминидный материал имеет плотность по меньшей мере примерно 99% от теоретической плотности. 26. Способ получения металлалюминидного материала, включающий нагревание промежуточного материала, содержащего термически напыляемый порошок элементарного алюминия; термически напыляемый порошок по меньшей мере одного другого элементарного металла и оксид указанного по меньшей мере одного другого элементарного металла, полученного термическим напылением порошков в кислородсодержащей атмосфере, чтобы инициировать экзотермическую реакцию, которая приводит к получению металлического алюминидного материала. 27. Способ по п.26, в котором элементарный металл включает Ni. 28. Способ по п.27, в котором оксид элементарного металла включает NiO, образующий поверхностный слой на Ni. 29. Промежуточный материал, полученный в результате термического напыления в кислородсодержащей атмосфере, включающий термически напыляемый порошок элементарного алюминия, термически напыляемый порошок по меньшей мере одного другого элементарного металла, способного к образованию алюминида металла с алюминием, и оксид по меньшей мере одного другого элементарного металла. 30. Промежуточный материал по п.29, в котором металл включает Ni, Cu, Ti, Fe и/или W.-8 016046 31. Промежуточный материал по п.29, в котором металл включает Ni. 32. Промежуточный материал по п.31, в котором оксид включает NiO, образующий поверхностный слой на Ni. 33. Промежуточный материал по п.32, в котором материал имеет плотность по меньшей мере 90% от теоретической плотности. 34. Металлалюминидный материал, представляющий собой продукт реакции промежуточного материала, содержащего термически напыляемый порошок элементарного алюминия, термически напыляемый порошок по меньшей мере одного другого элементарного металла, способного к образованию алюминида металла, и оксид указанного по меньшей мере одного другого элементарного металла, полученного при термическом напылении порошков в кислородсодержащей атмосфере. 35. Металлалюминидный материал по п.34, в котором алюминид металла включает NiAl. 36. Металлалюминидный материал по п.34, в котором алюминид металла включает NiAl и упрочняющие выделившиеся фазы Al2O3. 37. Металлалюминидный материал по п.34, в котором материал имеет плотность по меньшей мере примерно 99% от теоретической плотности.