金属与金属或金属与类金属之间形成的化合物相称为金属间化合物。决定金属间化合物相结构的主要因素有电负性、尺寸因素和电子浓度等。金属间化合物晶体结构虽然较复杂或有序,但仍具有金属特性,有金属光泽、导电及导热性等。但其电子云分布并非完全均匀,存在一定的方向性,具有某种程度的共价键特征,导致熔点升高及原子间键出现方向性。金属间化合物通常具有一定的固溶度,偏离当量成分,有序度降低,缺陷增加。亚当量或过当量成分的金属间化合物可能具有不同的特性。固溶第三组元对二元金属间化合物的相结构和稳定性都有很大影响。金属间化合物可分为:①结构用金属间化合物,作为承力结构使用的材料,一般具有较好的室温和高温力学性能,如金属间化合物高温合金Ni3Al、NiAl、Fe3Al、FeAl、Ti3Al和TiAl及其合金等。②功能用金属间化合物,具有某种特殊的物理或化学特性,如磁性材料PrCo5和Nd2Fe14B等;形状记忆合金NiTi等;半导体材料CaAs、InP等;超导材料Nb3Sn、V3Ga等;贮氢材料LaNi5和Mg2Ni等。
与高温合金相比,金属间化合物高温合金主要的特点是晶体结构中组成元素的原子以长程有序方式排列,原子间结合力强,除金属键外,还有一部分共价键,兼有金属的较好塑性和陶瓷的良好高温强度,表现出一系列的优异性能,如高强度、高弹性模量、较低的蠕变速率、较高的形变硬化率、稳定的组织结构、较轻的比重和良好的抗氧化腐蚀性能等,使用温度介于高温合金与高温结构陶瓷材料之间,是有应用前景的高温结构材料。高温金属间化合物种类很多,根据不同当量比,A、B两组元之间可以形成AB、A2B、A3B、A5B3、A7B6等多种化合物。根据组成元素可以分为铝化物、硅化物和铍化物等。研究较多的是铝化物。此外,还有硅化物,如MoSi2和Nb5Si3。金属间化合物高温合金可以采用真空熔炼或不同双联、三联工艺,也可以采用快速凝固、粉末冶金和定向凝固工艺等。金属间化合物高温合金在航空航天器或某些民用装置中可用作高温结构材料,如Ni3Al可制作航空发动机的涡轮导向叶片,NiAl可用作涡轮叶片的防护涂层和导向叶片,TiAl和Ti3Al可制作航空发动机的环形件和涡轮叶片,Fe3Al和FeAl可在煤的气化、液化和燃烧装置中获得应用,MoSi2和Nb5Si3有望成为更高温度(1200~1400℃)使用的下一代高温结构村料。