镁合金的阻尼性能研究进展

介绍了镁合金的阻尼机理,在常温下其阻尼机制主要是位错机制,在高温条件下,由于晶界也参与滑移,所以除了位错阻尼外还有晶界阻尼的贡献。着重介绍了Mg-Al系、Mg-Zr系、Mg-Li系、Mg-RE系以及镁基复合材料的阻尼特性．讲述了热处理工艺对镁合金阻尼性能及其力学性能的影响。     

高阻尼高强度镁合金的研究现状及展望

镁合金的阻尼性能很好,但强度低.位错阻尼机制是镁合金的主要阻尼机制.通过合金化强化、形变强化、热处理强化等强化方法可提高镁合金的强度,但对镁合金的阻尼性能有不同程度的影响.概述了Mg-Zr、Mg-Li,Mg-Al,Mg-Zn和Mg-RE系等镁合金的力学性能及阻尼特性,指出了合金化结合先进制备技术是高强度高阻尼镁合金的研究方向.     

镁及镁合金阻尼特性的研究进展

综述了镁及镁合金阻尼特性的研究进展及阻尼镁合金材料的研究现状,介绍了其阻尼性能的评价方法,阐明了其阻尼机制符合G-L位错钉扎模型、基面(0001)上的位错脱钉运动是造成镁合金在室温具有高应变振幅阻尼性能的主要原因,概述了应变振幅、温度、变形工艺、热处理、晶粒尺寸和取向以及合金元素对镁合金阻尼性能的影响.     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响

研究了变质剂Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-O．3Mn镁合金阻尼性能的影响。结果表明：Al5TiB的加入显著细化了Mg-8Zn-4Al-O．3Mn镁合金晶粒，增大了界面面积，提高了合金的界面阻尼。但是，Al5TiB的加入又促进了Al、Zn原子向基体中的扩散，降低了合金的位错阻尼。加入变质剂Al5TiB后Mg-8Zn-4Al-O．3Mn镁合金的阻尼机制主要是界面阻尼和位错阻尼。二者迭加的结果决定了ZA84镁合金的宏观阻尼行为。     

高阻尼镁合金Mg-0.6%Zr和Mg-Ni中内耗峰分析

在高阻尼镁合金研究中，发现了与合金室温下高阻尼性能有关的宽的弛豫内耗峰，该峰为位错内耗峰；该峰是基面位错在热激活作用下运动与点缺陷（空位与溶质原子）相互作用产生。同时在高阻尼合金Mg-Ni和Mg-0.6%Zr中发现了晶界内耗峰。有必要指出的是合金的显微组织会影响晶界弛豫：随着Ni的质量分数增加，晶粒细化同时晶界内耗峰向低温处迁移；同Mg-0.6%Zr合金相比，加入少量的Y后,Mg-0.6%Zr-Y合金晶界弛豫峰向高温处推进。     

阻尼镁合金的研究与应用综述

镁具有高的导热导电性、电磁屏蔽性、无磁性和无毒性等特点,是具有高阻尼性能和低密度的工程结构材料。随着航空、航天、建筑、汽车等振动和噪声较为严重的行业对轻质、高强、高阻尼结构材料需求日益增加,阻尼镁合金材料必将成为镁合金研究开发的重要发展方向之一。文章对阻尼镁合金的研究现状和应用进展以及发展趋势进行了综述,重点介绍了Mg-Zr、Mg-Ni、Mg-Cu、Mg-Al、Mg-Zn、Mg-Si、Mg-Li、Mg-RE、镁基复合材料、多孔镁系阻尼镁合金。文章分析指出:镁合金的阻尼机制主要是位错机制,除了刃位错之外,还应加强研究螺位错对阻尼机理的影响;通过添加新的增强相和合金元素从根本上解决阻尼性能和力学性能的矛盾,使设计出的产品外形结构适合减振降噪也是值得关注的一个新方向。     

多孔铜的阻尼性能研究

运用空气加压渗流法制备了直径约1.0 mm、孔隙率高达60%的多孔铜样品,并利用多功能内耗仪对材料的阻尼行为进行了研究。结果表明,多孔铜的阻尼能力比致密铜的阻尼能力有了很大提高,同时在内耗-温度谱上发现有两个内耗峰,分别出现在280℃和400℃左右,激活能分别是1.69 eV和2.30 eV。TEM分析发现基体晶界附近存在大量的位错。经分析认为,低温峰起因于位错与晶界交互作用所引起的对晶界粘性滑移限制,高温峰则由晶界弛豫引起。     

挤压及退火对Mg-0.6Zr系合金力学性能及阻尼行为的影响

研究了挤压及退火对Mg-0．6Zr系合金力学性能及阻尼行为的影响。结果表明，挤压变形可以提高合金的抗拉强度．能最大限度的发挥镁合金的塑性变形潜力，但降低其阻尼性能；退火后，合金的强度降低，塑性提高，阻尼性能大幅提高。     

热处理对30%SiCp/Al复合材料阻尼性能的影响

采用真空热压烧结法制备30%SiCp/2024Al复合材料以改善2024铝合金的阻尼性能，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等对复合材料热处理前后的微观组织进行了表征。采用动态热机械分析仪(DMA)研究其热处理前后的阻尼特性。结果表明：热压烧结制备的复合材料界面结合良好，无界面反应，存在许多粗大析出相颗粒，经热处理之后，纳米析出相弥散分布在基体中，可提高复合材料的阻尼性能。30%SiCp/Al复合材料的阻尼性能随温度和应变量的升高而增大，储能模量随温度和应变量的升高而降低。热处理态复合材料中大量弥散的纳米析出相颗粒增加了界面的数量，使界面阻尼增加。复合材料的阻尼机制为位错阻尼、晶界阻尼和界面阻尼。晶界阻尼对温度敏感，大量的界面、晶界可以明显改善复合材料的高温(大于250℃)储能模量，从而改善30%SiCp/Al复合材料的阻尼性能。     

高阻尼镁合金Mg-0.6%Zr和Mg-Ni中内耗峰分析（英文）

在高阻尼镁合金研究中,发现了与合金室温下高阻尼性能有关的宽弛豫内耗峰,该峰为位错内耗峰;弛豫内耗峰是基面位错在热激活作用下运动与点缺陷(空位与溶质原子)相互作用产生的。同时在高阻尼合金Mg-Ni和Mg-0.6%Zr中发现了晶界内耗峰。有必要指出的是合金的显微组织会影响晶界弛豫:随着Ni质量分数增加,晶粒细化同时晶界内耗峰向低温处迁移;同Mg-0.6%Zr合金相比,加入少量的Y后,Mg-0.6%Zr-Y合金晶界弛豫峰向高温处推进。     

Influence of impurities on damping properties of ZK60 magnesium alloy

The influence of impurities on damping capacities of ZK60 magnesium alloys in the as-cast, as-extruded and T4-treated states was investigated by dynamically mechanical analyzer at room temperature. Granato and Lucke dislocation pinning model was employed to explain damping properties of the alloys. It is found that reducing impurity content can decrease the amount of second-phase particles, increase grain size and improve damping capacity of the as-cast alloy slightly. The as-extruded alloy with lower impurity content is found to possess obviously higher damping capacity in the relatively high strain region than that with higher impurity concentration, which appears to originate mainly from different dislocation characteristics. The variation tendency of damping property with change of impurity content after solution-treatment is also similar to that in the as-extruded and as-cast states. Meanwhile, the purification of the alloy results in an evident improvement in tensile yield strength in the as-extruded state.     

High damping capacities of Mg-Cu based alloys

The dynamic mechanical analyzer (DMA) was applied to investigate the damping properties of Mg-Cu based alloys. The results show that the as-cast hypoeutectic Mg-Cu binary alloys exhibit ultra-high damping capacities, while the eutectic Mg-Cu alloy exhibits low damping capacity. The strain amplitude dependent damping performance reveals that the dislocation damping mainly dominates in Mg-Cu alloys. Furthermore, the influence of eutectic phase on damping mechanisms of Mg-Cu binary alloys was discussed in detail and the effect of Si addition on the damping of Mg-1%Cu based alloy was also reported. Two damping peaks are observed on the temperature dependent spectrum of Mg-Cu based alloys. One is located at room temperature, which is dislocation related peak; and the other is located at moderate temperature, which is caused by the grain boundary sliding.     

ZL401合金的阻尼行为研究

对铸态ZL401合金进行了低温人工时效处理，利用低频内耗测试技术研究了合金的阻尼性能及实模量与应变振幅、频率和温度的关系，并与铸态合金进行了对比。发现合金阻尼与应变振幅及应变频率相关，随温度的提高而增大，且在低温和高温时合金阻尼与频率的关系出现了相反的变化。ZL401合金振动过程中实模量的亏损随频率的降低和温度的升高而增大。认为ZL401合金的阻尼行为是界面阻尼和位错阻尼二者效应叠加的结果，室温阻尼主要归功于位错阻尼，而高温阻尼主要归功于界面阻尼。     

商业纯镁的低频阻尼性能

采用机械动态分析仪测试纯度为99.96%纯镁的阻尼性能随应变振幅和温度的变化。测试的纯镁包括具有不同晶体学取向的商业镁合金铸锭CPM1和CPM2以及重新熔炼的等轴晶纯镁CPM。商业纯镁柱状晶粒的织构显著影响纯镁的阻尼性能,而重新熔炼的纯镁获得等轴晶,从而避免铸造织构对其阻尼性能测试结果产生的影响。结果表明：在阻尼应变谱中,等轴晶纯镁的阻尼性能明显高于有柱状晶织构的纯镁。对于三种纯镁,阻尼温度谱在80和230°C分别存在两个阻尼峰P1和P2,这两个阻尼峰分别是由位错与点缺陷交互作用以及晶界运动引起的。     

DAMPING BEHAVIOR OF ULTRAFINE-GRAINED PURE ALUMINUM L2 AND THE DAMPING MECHANISM

Ultrafine-grained pure aluminum L2 with a mean grain size of 1.0μm was produced by equal channel angular pressing (ECAP) and annealing at 150℃ for 2h. Damping behavior of the alloy was measured using a dynamic mechanical thermal analyzer. The alloy had an excellent damping capacity Q-1 with the ambient value being 9.8×10-3 at 1.0Hz when the strain amplitude was 2.0×10-3. The damping behavior of the alloy showed a non-linear damping variation tendency, that is, with an increase in temperature and a decrease of frequency, the damping capacity of the alloy increased. The damping capacity increased with the strain amplitude when the strain amplitude was less than 4.6×10-5. When the strain amplitude was higher than 4.6×10-5, the damping capacity became a constant and independent of strain amplitude. The high damping capacity was attributed to dislocation unpinning and a drag of dislocation on pinning points.     

粉末冶金法SiC颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能研究

采用粉末冶金法制备了两种不同成分的基体合金及S iC颗粒增强镁基复合材料。采用LMA-1型低频力学弛豫谱仪对基体合金及复合材料的阻尼性能随频率、振幅及温度的变化关系进行了研究。结果表明,Mg-1.01%Zn-0.86%Zr合金的阻尼性能优于Mg-2.51%Zn-0.63%Zr合金的;S iC颗粒的加入使S iCp/Mg-1.01%Zn-0.86%Zr基复合材料的阻尼性能有所提高;基体合金及复合材料的内耗值均随频率的增加先急剧降低,随后趋于平缓;低应变振幅下阻尼性能受应变振幅影响较小,但在较高应变振幅下阻尼随应变振幅的增加而急剧增大;在200℃~250℃及350℃~400℃的温度范围内均出现内耗峰。     

漂珠/AZ91D复合材料微观组织与性能的研究

采用搅拌铸造法,向镁合金熔体中添加漂珠,制备了漂珠/AZ91D复合材料,研究了该复合材料微观组织的均匀性、相组成、力学性能和阻尼性能。结果表明,漂珠在基体中分布均匀,无偏聚现象。在复合材料制备过程中,漂珠与镁合金熔体发生反应并被填充,使得复合材料中有Mg₂Si和MgO相生成。与基体合金相比,复合材料的力学性能和阻尼性能均得到明显提高。复合材料的断裂是以解理断裂为主的脆性断裂,在断裂过程中漂珠壁被撕裂。复合材料的阻尼机制主要是位错阻尼和界面阻尼。