镁基复合材料

摘要： 石墨烯增强镁基复合材料面临镁/石墨烯界面结合弱的难题。本文作者采用第一性原理计算评估通过引入原位生成的MgO中间层来改善Mg/石墨烯结合的可行性。计算的界面结合强度由高到低的顺序为Mg(0001)/MgO(111)>MgO(111)/石墨烯>Mg(0001)/石墨烯。Mg/MgO/石墨烯界面结合的增强可以归因于在Mg/MgO和MgO/石墨烯界面上新形成的离子键和共价键的强烈相互作用取代了原来镁和石墨烯之间极弱的范德华力作用。

摘要： 采用真空压力浸透法制备SiC_(p)/AZ91复合材料,研究其显微组织、力学性能和耐磨性。结果表明,SiC颗粒均匀分布于金属基体中,并与基体界面结合良好。Mg_(17)Al_(12)相在SiC颗粒附近优先析出,SiC与AZ91基体的热膨胀系数失配导致高密度位错的产生,加速基体的时效析出。与AZ91合金相比,SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和抗压强度,这主要是由于载荷传递强化和晶粒细化强化机制。此外,由于SiC具有优异的耐磨性,在磨损过程中形成稳定的支撑面保护基体。

摘要： 通过搅拌铸造的方法制备了碳化钛(TiC)颗粒增强纯镁基复合材料(TiC/Mg),研究了向纯镁基体中添加不同含量碳化钛(TiC)对复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:纳米TiC加入到纯镁中未观察到明显的反应产物,TiC能够稳定地存在于镁基体中;随着碳化钛(TiC)添加量的增加,复合材料的力学性能显著增加,添加量为5%时,材料的抗拉强度增加了25.45 MPa,较基体提升了14.0%,抗压强度增加了29.6 MPa,较基体增强了9.2%。

摘要： 以石墨烯为增强体进行了体育器材用石墨烯增强镁基复合材料的制备,进行了显微组织、物相组成、力学性能和耐磨损性能的测试。通过研究石墨烯增强镁基复合材料在运动器材中的发展及应用状况,把石墨烯增强镁基复合材料与其他复合材料进行对比,概括了石墨烯增强镁基复合材料在体育器材中应用的优势。结果表明:石墨烯增强镁基复合材料与AZ31镁合金相比,石墨烯增强镁基复合材料在温度-20、20和300°C的抗拉强度依次为104、262、83 MPa,分别增至527、538和515 MPa;磨损体积依次减小89%、90和90.9%。其耐磨性和防腐蚀良好性能性,力学性能较为突出,表明石墨烯增强镁基复合材料运动器材的应用空间发展巨大。

摘要： 采用粉末冶金法制备Ti−6Al−4V(TC4)颗粒增强Mg−9Al−1Zn(AZ91)镁基复合材料。随着TC4含量的增加,复合材料的屈服强度、极限抗拉强度和伸长率先升高后降低。当TC4颗粒的含量达到10%(质量分数)时,复合材料具有优异的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为335 MPa、370 MPa和6.4%。综合力学性能的改善是由于镁基体和TC4颗粒之间具有良好的界面结合,载荷可从镁基体转移到TC4颗粒上,其强化机制主要包括热膨胀系数差异引起的位错强化及细晶强化。

摘要： 镁合金具有低密度、高比刚度和高比强度的优点,但其延展性不足及较差的耐腐蚀性严重阻碍了其大规模应用。研究者采用各种技术开发了多种镁基复合材料,开发出的镁基复合材料具有低密度、高强度及良好的耐腐蚀性能。综述了制备镁基复合材料的主流技术及制备的复合材料性能,分析了各种制备技术的优缺点。制备技术包括搅拌铸造、挤压铸造、超声波辅助铸造、等离子喷涂等液相制备技术,以及冷喷涂、粉末冶金、高压扭转和搅拌摩擦加工等固相制备技术。

摘要： 由于镁或镁合金的化学活性比较高,利用常规方法制备镁基复合材料时具有一定的困难。本研究提出一种新的制备金属基复合材料的方法―原位反应浸渗技术,该方法综合了原位合成法和无压浸渗法的优势,可以低成本、简洁高效地制备出界面清洁,且增强体与基体结合良好的金属基复合材料。针对原位反应浸渗法制备的(B_(4)C+Ti)/Mg复合材料,研究了B_(4)C颗粒尺寸对其微观组织、生成物相及阻尼行为的影响规律。结果表明,B_(4)C颗粒尺寸越小越利于原位反应的进行,而当B_(4)C和Ti颗粒尺寸相近时,复合材料的组织最为均匀;该复合材料的室温阻尼性能随着振幅的增加而提高,其主要机制为位错阻尼和塑性区阻尼,高温阻尼性能随着测试温度的升高而提高,其主要机制为界面阻尼或晶界阻尼。

摘要： 镁基复合材料是继铝基复合材料后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料.综述了近些年来制备镁基复合材料的常用方法及特点,并对镁基复合材料常用增强相进行了概述,对镁基复合材料的发展进行了展望.

摘要： 以AZ91合金为基体,采用液态分散技术+粉末冶金工艺+热处理工艺制备了四种纳米碳材料(碳纳米管、包覆氧化镁碳纳米管、石墨烯纳米片和氧化石墨烯)增强的镁基复合材料;测试了复合材料的力学性能,并利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对复合材料微观组织、界面结构和断口形貌进行了表征及分析.结果表明:制备的四种复合材料料中,氧化石墨烯增强的镁基复合材料屈服强度和伸长率最好,分别为(312±4.5)MPa和11.3％±0.2％,比AZ91基体分别提高了85.7％和61.4％,表明四种纳米碳材料增强体中,氧化石墨烯更有益于提高镁合金的力学性能,有利于制备高性能镁基复合材料.

摘要： 采用光学显微镜、扫描电子显微镜和室温拉伸力学性能测试研究了搅拌铸造制备金属Ti颗粒增强AZ91D复合材料的搅拌温度(580 ～ 710°C)、速度(300 ～ 500 rpm)和时间(10 ～ 30 min)对Ti颗粒分布均匀性、微观组织和力学性能的影响.试验结果表明,复合材料铸锭底部的Ti颗粒体积分数比顶部高,提高搅拌速度明显改善底部Ti颗粒的分布均匀性,但是搅拌温度和时间对Ti颗粒分布均匀性的影响较小.添加Ti颗粒使共晶相β-Mg17Al12的长度尺寸降低,Ti颗粒与镁基体的复合界面不存在空洞,并且Ti元素扩散进入镁基体,部分界面处生成少量细小方块状A1-Ti-Mn金属间化合物.复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为97 MPa和117 MPa,比AZ91D镁合金基体分别提高35％和15％.

摘要： 陶瓷相作为第二相加入到镁合金基体中形成陶瓷-镁基复合材料,兼有金属和陶瓷双重优异特性,即低密度、耐高温、耐磨损、强韧性,成为航空航天等领域内亟需的优良材料.本文从常用增强相的分类及常用制备方法两个方面介绍了陶瓷相增强镁基复合材料的研究现状,为今后镁基复合材料的研究及应用前景提供方向.

摘要： 采用超声辅助半固态粉末热压法制备了n-SiCp/Mg-gAl复合材料,研究了热压温度对复合材料显微组织和力学性能的影响,结果表明,热压温度从470°C到510°C时,复合材料晶粒得到细化,n-SiCp分布越均匀;热压温度为510°C时,制备的复合材料组织最均匀,力学性能最好;热压温度继续升高到530°C时,复合材料晶粒粗化,力学性能降低.n-SiCp增强镁基复合材料的主要强化机制为细晶强化、Orowan强化和载荷传递作用.

摘要： 通过固相回收法,利用ZK60废屑和不同体积分数(2％、5％、8％和12％)的SiC颗粒制备SiCp/ZK60镁基复合材料(MMCs).采用腐蚀失重、扫描电镜、电化学测试等方法研究SiCp/ZK60MMCs的腐蚀行为.结果表明:不同SiC含量的SiCp/ZK60MMCs的平均腐蚀速率均随浸泡时间延长,先增大后减少,并在浸泡24h时达到峰值.腐蚀前期SiCp/ZK60MMCs主要发生局部腐蚀,有较深的点蚀坑,呈网状扩展;腐蚀后期,基体腐蚀加深,导致SiC颗粒的剥落,形成坑洞.SiCp/ZK60MMCs的耐腐蚀性能随颗粒体积分数的增加而降低.

摘要： 镁合金较低的强度和较差的高温性能等,限制了其在工程中的进一步应用.与镁合金相比,镁基复合材料具有更高的比强度、比刚度、良好的耐磨性和耐高温性能,在航空航天、汽车、电子工业、光学仪器制造、国防等领域中具有更广阔的应用前景.为了克服目前镁基复合材料半固态浆料制备及流变成形的困难,本项目旨在研究高能超声作用下原位合成镁基复合材料半固态制备与流变成形中的基础理论,为其工业应用奠定坚实的理论和工艺基础.

摘要： 本文研究了由超声场-电磁场所组成的耦合场对TiB2/JAZ31镁基复合材料组织及力学性能的影响.实验结果表明,在制备TiB2/AZ31镁基复合材料过程中单独施加超声场时,超声振动作用范围较小只集中在超声探头附近.因此,在整个熔体范围内产生明显的分散效果是困难的,而且在AZ31熔体中原位TiB2颗粒收得率低.为了改善TiB2颗粒分散性并提高收得率,在制备复合材料过程中,同时施加超声场和螺旋电磁场.利用螺旋电磁场在熔体中产生的大范围的电磁搅拌作用间接扩大超声场作用范围,制备出颗粒分散性好且性能优良的TiBjAZ31镁基复合材料.

摘要： 镁基复合材料因其轻量化和高性能而成为当今高新技术领域中最富竞争力和最有希望采用的复合材料之一.综述了镁基复合材料常用的基体合金与增强体、制备方法与性能,并展望了镁基复合材料制备工艺的发展前景.

摘要： 碳纳米管具有优异的物理性能和力学性能,一直被认为是金属基复合材料的理想增强体,然而,由于细小的碳纳米管之间存在较强的范德华力引起严重的团聚,因此如何制备获得增强体分布均匀的复合材料一直是本研究领域的热点问题.本文分别通过球磨法和异丙醇(IPA)溶液分散法将碳纳米管与镁粉混合,然后采用冷压、烧结制备碳纳米管增强镁基复合材料,采用金相显微镜、SEM、XRD以及硬度计等手段,对比分析了两种混粉方法,质量分数为1％的碳纳米管增强镁基复合材料的微观组织和力学性能.研究结果表明,IPA溶液将碳纳米管均匀地分散在镁颗粒表面,仅有少量团聚;冷压烧结制备获得的复合材料组织致密,碳纳米管分布均匀;XRD结果表明,烧结后的复合材料有少量Mg0存在;碳纳米管的加入使纯镁的硬度提高18％.

摘要： 本实验通过全液态搅拌铸造工艺制备出不同体积分数(5％、10％、15％)20μm SiCp/AM60B镁基复合材料.随后对SiCp/AM60B进行了均匀化处理及热挤压变形.通过与AM60B镁合金的对比,来研究SiCp对AM60B基体热变形后显微组织和力学性能的影响.结果表明:SiCp/AM60B热变形后的晶粒尺寸取决于SiCp的体积分数,体积分数越大晶粒越细小.SiCp的加入能显著提高AM60B的弹性模量和屈服强度,并随颗粒体积分数的增加而增大.SiCp对AM60B基体的强化机制主要源于细晶强化、位错强化和载荷传递作用,其中当SiCp体积分数为5％、10％时细晶强化对屈服强度的贡献最大,体积分数为15％时位错强化作用贡献最大.

摘要： 用半固态搅拌成功制备了镀镍碳纳米管增强AZ91复合材料，研究了碳纳米管对AZ91显微组织和力学性能的影响。结果表明：碳纳米管可以细化 AZ91的晶粒；与AZ91相比，复合材料的力学性能显著提高，复合材料的拉伸强度、屈服强度、延伸率和弹性模量比AZ91D 分别增加52%、43%、95%和22%。

摘要： 采用粉末冶金法制备了AlN颗粒增强Mg-Al基复合材料,研究了烧结气氛和烧结温度对复合材料的的影响.研究发现,真空气氛下由于Mg的蒸发,复合材料的质量损失非常严重;氩气气氛可以保障材料的烧结过程.随着烧结温度的提高,复合材料的致密性由于物质迁移能力的增强而提高,在620°C时最高达到97.14％,同时布氏硬度也增加到了62.3HB.

摘要： 本发明提供一种工艺，它能使无杂质的无缺陷Mg基复合材料和Mg合金基复合材料，不经对熔体加压和不用金属氧化物，细金属粉或金属氟化物有效而廉价地产生。尤其是，它提供了生产Mg基或Mg合金基复合材料的工艺，此工艺包括：用非保护性气体取代加强材料块(9)中的气体，使该加强材料块(9)的至少一部分与Mg或Mg合金熔体(7)接触，以便使熔体(7)渗入加强材料块(9)。

摘要： 本发明提供一种工艺,它能使无杂质的无缺陷Mg基复合材料和Mg合金基复合材料,不经对熔体加压和不用金属氧化物,细金属粉或金属氟化物有效而廉价地产生。尤其是,它提供了生产Mg基或Mg合金基复合材料的工艺,此工艺包括:用非保护性气体取代加强材料块(9)中的气体,使该加强材料块(9)的至少一部分与Mg或Mg合金熔体(7)接触,以便使熔体(7)渗入加强材料块(9)。

摘要： 本发明公开了一种纳米金刚石提高镁基复合材料导热性能的方法及镁基复合材料，该制备方法首先通过超声分散的方法使纳米金刚石在镁合金基体中的均匀分散，在真空热压烧结炉烧结球磨粉末，得到烧结坯，通过高温高压的处理，使得纳米级别下的金刚石活性增加，进而使得纳米金刚石与镁合金基体之间形成一层碳化物，从而提高界面结合强度，减少界面缺陷，从而提高界面热导率。该制备方法操作简单，易于实现，同时通过高温高压实现了纳米金刚石与镁合金基体之间的轻微的碳化反应。通过该方法制得的镁基复合材料，一方面金刚石颗粒增强的镁基复合材料获得了高的热导率，同时具有与半导体材料相匹配的低的热膨胀系数，具有很好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种镁基复合材料成形装置及利用该装置成形镁基复合材料的方法，用于解决现有的金属基复合材料成形装置成形金属基复合材料工艺复杂的技术问题。技术方案是坩埚与挤压筒连接成一体，通过坩埚底部内置短流道实现熔融镁合金的浇注，利用凸模压力实现预制体浸渗与镁基复合材料液固压力成形。浇注过程无需外部装置，整个装置紧凑简单；在加热过程中镁合金与预制体分离，避免了两者发生界面反应生成脆性相；熔炼坩埚与挤压筒间设置隔热环，防止加热过程中两者间的热量交换，保证了镁合金液与预制体的温度分别进行控制，实现镁合金液与预制体在多种温度组合条件下进行浸渗；镁合金浇注通过内置短流道上的截止阀进行控制，操作简便。

摘要： 本发明公开了一种镁基复合材料或镁基复合材料零件的半固态成形方法，在保护气体的氛围下，通过搅拌将镁合金粉末与增强相粉末混合均匀，得到混合粉末。将混合粉末加入到具有规则内腔的冷压器具中进行冷压，得到与冷压器具的内腔形状相对应的复合材料的坯体。将复合材料的坯体放入加热装置中进行加热而成为半固态的固液混合物。将固液混合物注射填充到模具的型腔内，得到相应形状的镁基复合材料或镁基复合材料的零件。本发明的方法有效避免了氧化和其他污染，安全性高，并且工艺过程简单，成本较低。

摘要： 本发明公开了一种触变注射成形用镁基复合材料的制备方法及其制得的镁基复合材料，属于高性能金属材料制备领域。制备方法包括以下步骤：第一步制备浆料：将增强体、改性剂、粘合剂加入到溶剂中进行搅拌、分散；第二步包覆镁粒：将制备得的浆料包覆在镁合金粒表面并同时高温干燥。本发明的镁基复合材料的制备方法，具有可添加的增强体种类多、含量高的优点，可实现快速包覆，制得的镁基复合材料中包覆层分布均匀、成膜牢固，能有效与镁合金粒粘结“捆绑”在一起，适合作为触变注射成形生产镁基复合材料的供给原料。

摘要： 本发明公开了一种纳米金刚石提高镁基复合材料导热性能的方法及镁基复合材料，该制备方法首先通过超声分散的方法使纳米金刚石在镁合金基体中的均匀分散，在真空热压烧结炉烧结球磨粉末，得到烧结坯，通过高温高压的处理，使得纳米级别下的金刚石活性增加，进而使得纳米金刚石与镁合金基体之间形成一层碳化物，从而提高界面结合强度，减少界面缺陷，从而提高界面热导率。该制备方法操作简单，易于实现，同时通过高温高压实现了纳米金刚石与镁合金基体之间的轻微的碳化反应。通过该方法制得的镁基复合材料，一方面金刚石颗粒增强的镁基复合材料获得了高的热导率，同时具有与半导体材料相匹配的低的热膨胀系数，具有很好的应用前景。

摘要： 本发明提供一种镁基复合材料坯料及其制备方法、镁基复合材料及其制备方法，属于复合材料制备技术领域，包括：将片层结构的MoS2与Al2O3颗粒混合料在溶剂中进行超声波处理得到均匀包覆MoS2的Al2O3颗粒第一混合物，第一混合物烘干后与AZ31镁屑进行球磨混合得到第二混合物，将第二混合物压制成坯料，坯料进行固溶与时效处理，最后热挤成形得到复合材料。本包覆MoS2的Al2O3颗粒通过对材料的晶粒细化从而提升了材料的强度和硬度，同时MoS2具有润滑作用，从而提升了材料的耐磨性能，且制备方法成本低廉、工艺简单、成品质量好且适于工业生产。

摘要： 本发明公开了一种镁基复合材料成形装置及利用该装置成形镁基复合材料的方法，用于解决现有的金属基复合材料成形装置成形金属基复合材料工艺复杂的技术问题。技术方案是坩埚与挤压筒连接成一体，通过坩埚底部内置短流道实现熔融镁合金的浇注，利用凸模压力实现预制体浸渗与镁基复合材料液固压力成形。浇注过程无需外部装置，整个装置紧凑简单；在加热过程中镁合金与预制体分离，避免了两者发生界面反应生成脆性相；熔炼坩埚与挤压筒间设置隔热环，防止加热过程中两者间的热量交换，保证了镁合金液与预制体的温度分别进行控制，实现镁合金液与预制体在多种温度组合条件下进行浸渗；镁合金浇注通过内置短流道上的截止阀进行控制，操作简便。

摘要： 本发明公开了一种镁基复合材料或镁基复合材料零件的半固态成形方法，在保护气体的氛围下，通过搅拌将镁合金粉末与增强相粉末混合均匀，得到混合粉末。将混合粉末加入到具有规则内腔的冷压器具中进行冷压，得到与冷压器具的内腔形状相对应的复合材料的坯体。将复合材料的坯体放入加热装置中进行加热而成为半固态的固液混合物。将固液混合物注射填充到模具的型腔内，得到相应形状的镁基复合材料或镁基复合材料的零件。本发明的方法有效避免了氧化和其他污染，安全性高，并且工艺过程简单，成本较低。