机械合金化制备镁基非晶合金及其性能研究

摘要

本论文选择MgNi、Mg<,2>Ni、：Mg<,45>Ni<,50>Ti<,5>、Mg<,45>Ni<,50>Al<,5>、Mg<,55>Ni<,35>Si<,10>和Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>这六种质轻价廉或具有较大玻璃形成能力的合金体系作为研究对象，从原料单质粉末开始，采用高能球磨工艺制得该合金的非晶粉末，再通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热分析(DSC)、电化学试验等试验手段研究了球磨制备非晶粉末的工艺、非晶合金的热力学性能及耐腐蚀性能。 本文首先综述了镁合金的优点和应用情况以及镁合金应用中攸待解决的问题，然后又介绍了近40年来金属玻璃的发展历史、研究进展；重点介绍了镁基BMGs(大块金属玻璃)优异的性能及其广阔的应用前景；并概述了镁基BMGs的研究进展；总结了镁基BMGs的制备方法；根据当前镁基BMGs的研究现状提出了本论文的研究目的及意义。 本论文取得的主要研究成果如下： 研究了球磨工艺条件对球磨效率的影响，探索出了球磨机的最佳工艺条件：转速600转/分钟，球料比20:1。高能球磨能使粉末有效细化并合金化；球磨转速越高，球料比越大，非晶形成所需时间越短，既非晶形成效率越高；球磨时间越长，非晶形成越充分，完全非晶后，再延长球磨时间，样品仍维持非晶态；合金成分组成影响非晶形成最短时间；所有镁合金粉末均是经X射线衍射实验检验，才确认为非晶态。 采用DSC实验来获取MgNi、Mg<,2>Ni、Mg<,45>Ni<,50>Ti<,5>、Mg<,45>Ni<,50>Al<,5>、Mg<,55>Ni<,35>Si<,10>和Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>非晶粉末的热力学数据，包括T<,x>，T<,g>和ΔT<,x>。并针对：Mg<,45>Ni<,50>Ti<,5>、Mg<,45>Ni<,50>Al<,5>、Mg<,55>Ni<,35>Si<,10>和Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>非晶粉末进行了不同加热速率的DSC实验，以进行动力学研究。发现四种镁基非晶合金的晶化反应都具有较显著的动力学效应；Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>非晶合金的晶化对加热速度的依赖大于玻璃转变对加热速度的依赖；其他三种合金的晶化对加热速度有依赖；四种镁基非晶合金的开始晶化及完全晶化的表观激活能的从大到小的顺序依次是Mg<,55>Ni<,35>Si<,10>、Mg<,45>Ni<,50>Al<,5>、Mg<,45>Ni<,50>Ti<,5>和Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>。说明它们的热稳定性性由高到低依次是Mg<,55>Ni<,35>Si<,10>、Mg<,45>Ni<,50>Al<,5>、Mg4<,45>Ni<,50>Ti<,5>和Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>；Mg<,65>Cu<,25>Gd<,10>的动力学效应最好。 通过电化学实验得到了Mg<,45>Ni<,50>Ti<,5>、Mg<,45>Ni<,50>Al<,5>和Mg<,55>Ni<,35>Si<,10>三种非晶粉末的腐蚀电位、线性极化电阻和腐蚀电流，并与AZ31和AZ61做对比，绘制了极化曲线。研究发现三种非晶合金有较好的耐腐蚀性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1镁合金概述

1.1.1镁合金的性质

1.1.2镁合金的耐蚀性能研究现状

1.1.3镁合金的应用

1.2镁基金属玻璃的研究现状

1.2.1大块金属玻璃的历史与发展

1.2.2非晶制备工艺的发展情况

1.2.3镁基金属玻璃的研究现状

1.3本文的研究目的和意义

1.4本文的主要研究内容

1.4.1研究内容

1.4.2技术路线

2二元非晶的制备

2.1引言

2.2球磨法原理

2.3实验过程

2.4球磨实验结果与讨论

2.4.1球磨机转速对非晶形成的影响

2.4.2球料比对非晶形成的影响

2.4.3球磨时间对非晶形成的影响

2.4.4 Mg2Ni球磨实验

2.5本章小结

3三元系非晶系的制备

3.1引言

3.2实验过程

3.3球磨实验结果与讨论

3.4热分析实验结果与讨论

3.5本章小结

4镁基非晶的热稳定性研究

4.1引言

4.2动力学分析原理

4.3实验过程

4.4实验结果与讨论

4.4.1 Mg45Ni50Ti5的动力学分析

4.4.2 Mg45Ni50Al5的动力学分析

4.4.3 Mg55Ni35Si10的动力学分析

4.4.4 Mg65Cu25Gd10的动力学分析

4.5本章小结

5镁基非晶的腐蚀性能研究

5.1引言

5.2实验过程

5.3结果与讨论

5.4本章小结

6结论

6.1论文的主要结论

6.2本论文的创新之处

致 谢

参考文献

附 录