Al箔增强Mg-Li基叠层复合材料制备与性能研究

摘要

镁锂合金在航空航天中有着广泛的应用前景，但一贯制约其应用的首要问题是镁锂合金的绝对强度低。世界范围对如何解决这一问题进行了深入的研究，目前针对金属合金绝对强度低的问题，主要改善手段有以下三种，合金化、形变强化、复合强化。
　　本文同时采用以上三种方法，改善镁锂合金的力学性能。在La稀土添加合金化过程中，完成了原位晶须增强镁锂合金的制备，并选取采用创新性层状复合材料结构，制备出界面结合状况良好的Mg-Li/Al层状复合材料，在上述强化方式的共同作用的前提下探索层状复合的效果。对成功制备的Mg-Li合金层状复合材料进行了金相观察、扫描电镜分析、能谱分析、XRD分析、弹性模量测试、硬度测试、静态压缩力学性能测试等相关工作，分析了这种材料的组织特点和力学性能特征。
　　材料的组织分析表明Mg-Li/Al层状复合材料层与层间结合良好。不同厚度的Mg-Li合金铝箔层合复合材料的硬度在层与层之间呈现出明显的周期性变化，在Mg-Li合金与铝箔界面处硬度达到最大值。新型合金的弹性模量随Mg-Li合金层厚度与铝箔层厚度的比例达到一定值时达到最大，与合金中的晶须密度成正比关系。
　　应力-应变曲线分析发现各组材料的强度和弹性模量相较原铸态 Mg-Li合金均有大幅提升，强度与弹性模量的共同提高的部分原因是由于形变强化及层状复合，最重要的是，层合复合材料的层与层界面处产生的原位晶须，对其力学性能的提高起到了至关重要的作用，而且强度随着内部保留晶须含量增大而逐步提高。另外，由于复合材料整体的外层为铝层，对层状复合材料整体的耐腐蚀性也有一定的改善作用。

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第一章 绪 论

1.1 镁锂合金概述

1.2 发展历史

1.3 镁锂合金研究现状

1.4 镁锂合金的应用

1.5 本文的研究内容及目的

第二章 Mg-Li合金复合材料设计制备及实验方法

2.1 Mg-Li合金的熔炼

2.2 Mg-Li合金层状复合材料的制备

2.3 力学性能分析测试方法

2.4 显微组织分析测试方法

2.5 本章小结

第三章 Mg-Li/Al层状复合材料微观组织分析

3.1厚层组复合材料微观组织分析

3.2中层组复合材料微观组织分析

3.3薄层组复合材料微观组织分析

3.4 三种层状材料的微观组织分析比较

3.5 本章小结

第四章 Mg-Li/Al层状复合材料的力学性能分析

4.1 材料硬度分析

4.2 弹性模量分析

4.3 材料的准静态压缩分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢