Al-Si共晶合金具有中子吸收能力低、导热系数高、耐蚀性好等特点,是一种理想的中子吸收基体材料。Al-Si共晶合金基体与B₄C和包壳间的相容性,直接影响中子吸收效果和反应堆的使用寿命,必须加以研究。本文在粉末锻造制备高密度B4C-Al-Si共晶合金弥散体的基础上,进行了Al-Si共晶合金基体与B₄C、1Cr18Ni9Ti不锈钢和锆合金之间的相容性研究。采用粉末冶金法制备了Al-Si/1Cr18Ni9Ti、Al-Si/Zr及Al-Si/B₄C扩散偶,并将扩散偶进行了不同温度和不同时间的等温处理。采用SEM、EDS、XRD等手段,观测了不同热处理条件下的扩散层形成结果,研究了扩散偶在350℃、560℃和650℃时的相容性及扩散层形成机理。研究结果表明,扩散温度对两种材料之间的相容性有显著影响。350℃时,各扩散偶经过240h等温热处理,Al-Si共晶合金基体与B₄C、不锈钢及锆合金之间的相容性都非常好,各组元之间没有发生反应和扩散;560℃时,各扩散偶经过240h等温热处理,Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti、Zr合金之间仅发生固相反应,形成的扩散层很薄,二者相容性较好,Al-Si共晶合会与B₄C之间没有发生反应,相容性非常好;650℃时,由于液态铝的出现,Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti之间通过浸润和扩散反应形成了比较明显的扩散层,出现了Fe₂Al₅化合物,二者相容性差;Al-Si共晶合金和Zr合金之间也通过浸润和扩散反应形成了比较明显的扩散层,出现了Zr₃Al化合物,二者相容性差;Al-Si共晶合金与B₄C之间没有发生反应,相容性非常好。固态扩散时,扩散层会随着等温时间的增加而增加,但增加的速度较慢。Al-Si/1Cr18Ni9Ti扩散偶,560℃等温48h形成的扩散层厚度为5～8μm,等温240h的扩散层厚度达到了15～20μm。而等温温度对扩散层的生长以及扩散反应速度的影响非常显著,在等温时间均为240h的条件下,560℃的扩散偶形成了一定厚度的扩散层,而350℃的扩散偶未观测到扩散层。研究结果表明,在正常的使用温度300℃以下,Al-Si/1Cr18Ni9Ti、Al-Si/Zr及Al-Si/B₄C扩散偶之间具有良好的相容性,能够满足正常的使用要求。