硼酸镁晶须含量对AZ91D镁基复合材料在SO_4~(2-)溶液中腐蚀行为的影响

为了进一步了解晶须对镁基复合材料耐腐蚀性能的影响,采用硼酸镁晶须制备了不同晶须含量的AZ91D镁基复合材料。采用电化学工作站测量了镁基复合材料在5%Na2SO4溶液中的开路电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,利用扫描电镜观察了不同晶须含量的镁基复合材料经Na2SO4浸泡腐蚀后的微观组织形貌,研究了晶须体积分数对镁基复合材料耐腐蚀性能的影响。结果表明:经Na2SO4腐蚀后,镁基复合材料表面生成了一层晶须增韧的腐蚀产物膜,增强了镁基复合材料的耐腐蚀性能;随着晶须体积分数的增加,镁基复合材料的耐腐蚀性逐渐提高。     

晶须增强AZ91D镁基复合材料化学镀镍工艺优选及镀层性能

晶须增强AZ91D镁基复合材料的耐蚀性不佳,为了提高其耐蚀性,采用普通化学镀镍技术对其进行化学镀镍,初步筛选了4种工艺,然后根据Ni-P镀层的形貌和镀液性能确定了适用于晶须增强AZ91D镁基复合材料表面化学镀镍的较佳工艺.采用扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌;采用电化学方法(电位-时间曲线,动电位极化曲线,交流阻抗)研究了镀层的耐蚀性;用锉刀试验测试了镀层与基体的结合力.结果表明:普通镁合金化学镀镍技术适用于晶须增强AZ91D镁基复合材料;较佳镀镍工艺为20 g/L 2NiCO3·3Ni(OH)2·4H2O,10 g/L NH4HF2,20 g/L NaH2PO2·H2O,pH值为6.5,温度为65℃,时间为2h;该工艺制备的化学Ni-P镀层表面无明显缺陷,致密性较好,自腐蚀电位较基体升高0.41 V,耐蚀性有所提高,与基体结合良好.     

纳米TiO_2对硼酸镁晶须增强镁基复合材料表面Ni-P化学镀层形貌及耐蚀性能的影响

目前,对镁基复合材料表面能否得到耐蚀性优良的Ni-P-Ti O2复合镀层研究不多。为了提高镁基复合材料的耐蚀性,在硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料表面制备了Ni-P化学镀层和Ni-P-纳米Ti O2复合化学镀层。采用扫描电镜(SEM)观察镀层表面形貌,用电化学方法研究了镀层的电化学性能,并分析了添加纳米Ti O2对镀层耐蚀性的影响。结果表明:施镀2 h后,Ni-P-Ti O2镀层厚度约为12μm;与Ni-P镀层相比,纳米Ti O2颗粒的加入细化了镀层晶粒,同时造成了镀层疏松,镀液中Ti O2浓度为2 g/L时得到的复合镀层的自腐蚀电位为-0.8 V,耐蚀性降低,但仍对基体有保护作用。     

SiCw／AZ91镁基复合材料的组织及拉伸性能

对高压铸造方法制备的SiCw/AZ91镁基复合材料和AZ91材料的压铸态、挤压态的显徽组织进行了观察分析,并对其拉伸性能进行了测试。结果表明,铸态复合材料中SiC晶须呈混乱分布。而挤压态复合材料中SiC晶须转向挤压方向分布。拉伸试验证明,复合材料的拉伸强度均较基体合金有较大的提高,挤压态的拉伸强度均较铸态有所提高。     

Al-2O-3微粒的尺度律对镁微观组织和拉伸性能的影响

采用混合-压缩-烧结的方法制备了3种不同尺寸且体积分数为1.1%的A12O3微粒增强镁基复合材料.材料微观组织的特征表明:A12O3增强体分布均匀.力学性能特征表明:增强体A12O3微粒的加入显著增加了金属镁的硬度、屈服强度(0.2 %)、极限抗拉强度及韧性;与高体积分数SiC微粒增强镁合金AZ91相比,纳米和亚微米尺...     

碳纳米管增强镁基复合材料热残余应力的有限元分析

为了探寻Ni层厚度对镀镍碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料(Ni-CNTs/AZ91D)中热残余应力的影响, 在实验基础上, 建立不同Ni层厚度时Ni-CNTs/AZ91D复合材料的有限元模型, 模拟了Ni-CNTs/AZ91D复合材料中热残余应力的分布。研究发现: 在碳纳米管表面镀镍能够明显降低Ni-CNTs/AZ91D复合材料中的热残余应力。Ni-CNTs/AZ91D复合材料中, 热残余应力在Ni层厚度为6nm时最小; Ni层厚度由2nm增至6nm时, 热残余应力随着Ni层厚度的增加而减小; 当Ni层厚度超过6 nm时热残余应力随着Ni层厚度的增加而增大。复合材料中热残余应力的最大值随碳纳米管表面Ni层厚度的增加向Ni层与基体的界面移动。      

纤维对短切碳纤维/AZ91D复合材料热变形行为和加工性能的影响纤维对短切碳纤维/AZ91D复合材料热变形行为和加工性能的影响

采用等温压缩试验研究了不同碳纤维体积分数的镁基复合材料（CFs/AZ91D）和镁合金（AZ91D）在变形温度310~430℃、应变速率10-3~10-1 s-1范围内的塑性变形行为。根据实验结果建立了CFs/AZ91D和AZ91D的热加工图,分析了纤维对CFs/AZ91D塑性加工性能与变形机制的影响。结果表明:相比ZA91D,纤维在提高复合材料流动应力的同时促进了基体动态再结晶和应变软化,但纤维体积分数对流动应力与应变软化程度影响较小,CFs/AZ91D热变形时表现出比ZA91D更高的应变速率敏感指数和变形激活能;ZA91D热加工图不存在变形失稳区且其高温低速率区变形时的能量耗散效率大于30%,CFs/AZ91D高温低应变速率区变形时的能量耗散效率大于50%,此时纤维激励了基体合金动态再结晶而使复合材料表现出极高的能量耗散效率,但在低温高应变速率变形时,基体合金与纤维之间的界面开裂极易导致CFs/AZ91D出现塑性流变失稳行为。      

硅酸铝短纤维增强镁基复合材料的界面反应及其热力学分析

用晶化的硅酸铝短纤维作增强体, 用磷酸铝作黏结剂制得预制体, 用AZ91D作基体金属, 通过挤压浸渗工艺制备镁基复合材料。通过光学显微分析、 XRD衍射分析、 SEM扫描分析等, 初步观察研究了硅酸铝短纤维增强镁基复合材料的界面反应规律和反应产物。结果表明: 用硅酸铝短纤维增强AZ91D镁合金通过浸渗挤压法制备镁基复合材料是可行的; 镁与磷酸铝黏结剂反应后在界面上生成一定数量的MgO颗粒和少量的MgAl₂O₄颗粒, 致使硅酸铝增强纤维和镁合金基体之间形成较强界面结合; 另外, 在硅酸铝短纤维的晶化处理过程中, 由于非晶态SiO₂的析出, 导致Mg₂Si脆性相在界面附近产生, 从而对该复合材料的力学性能产生一定影响。      

Al_2O_3-SiO_(2(sf))/AZ91D镁基复合材料蠕变本构方程

利用常应力拉伸蠕变试验法对体积分数为25%的硅酸铝短纤维(Al2O3-Si O2(sf))增强AZ91D镁基复合材料及其基体合金AZ91D在温度为473 K和573 K、外加应力为30～100 MPa下进行蠕变测试。根据应变和应变速率曲线,计算出复合材料的真应力指数、真蠕变激活能、真门槛应力、载荷转移因子和蠕变本构方程。TEM分析结果表明,复合材料蠕变后的门槛应力来源于短纤维表面上的MgO颗粒和Mg17Al12析出相对可动位错的钉扎作用,短纤维具有承载和传递载荷作用,从而提高了复合材料的抗蠕变性能。     

汽车发动机冷却液中AZ91D镁合金的腐蚀行为

近来AZ91 D镁合金被用到汽车发动机中,而以往对其在冷却液中腐蚀行为的报道较少.采用浸泡和电化学测试方法,研究了汽车发动机用材AZ91D镁合金在不同体积分数乙二醇模拟冷却液中的腐蚀行为及腐蚀机理.结果表明:随着乙二醇体积分数的增加,AZ91D镁合金的腐蚀速率呈现先降低后增加的趋势,在乙二醇体积分数为80％时腐蚀速率最小,合金的腐蚀速率随着腐蚀时间的延长呈降低趋势;AZ91D镁合金在乙二醇-水溶液中会形成具有自愈合作用的MgO/Mg (OH)2腐蚀产物膜,可以对合金表面起到良好的保护作用;AZ91D合金在乙二醇-水溶液中以析氢腐蚀为主,而在纯乙二醇中以Mg和乙二醇的化学腐蚀为主.     

界面对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料蠕变性能的影响

界面对复合材料蠕变性能的影响很大。在试验分析的基础上建立了硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料理论分析模型,利用三维有限元分析方法,系统研究了界面特性、界面上应力应变分布和短纤维位向变化对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料蠕变性能的影响。研究表明：界面特性,如厚度、模量,均对纤维最大轴应力和稳态蠕变速率有影响,当界面厚度增加,纤维最大轴应力减小而稳态蠕变速率增大;当界面模量增大,纤维最大轴应力增大而稳态蠕变速率减小,但当界面模量高于基体模量时,纤维最大轴应力和稳态蠕变速率均保持不变;纤维位向也影响轴应力分布和稳态蠕变速率,纤维在其末端界面上存在较大的应力和应变,此处容易产生微裂纹而使材料抗蠕变能力下降;界面对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料的蠕变曲线和蠕变断裂机制也有影响,其影响程度还与纤维位向有关。     

团簇对粉末热挤压铝基复合材料力学性能的影响

为明确晶须团簇行为对材料力学性能的影响,采用粉末热挤压法制备了硼酸镁晶须增强铝基复合材料,对不同含量的晶须增强铝基复合材料进行了力学性能测试,并基于载荷传递模式提出相应的模型对材料强度进行预测.结果表明:随着硼酸镁晶须含量的增加,团簇加剧;当晶须体积分数大于10%时,材料力学性能降低;提出的模型考虑了团簇因素,成功预测了复合材料的实验强度.     

SiCp/AZ91D镁基复合材料中SiCp颗粒分散情况的无损检测方法

SiC_p/AZ91D镁基复合材料在航空航天领域应用较为广泛，但由于国内外对于超声波检测方法研究SiC_p/AZ91D镁基复合材料中SiC_p颗粒分布情况鲜见报道。本工作通过挤压铸造法，制备体积分数分别为0%,2%,4%和6%的SiC_p颗粒增强镁基复合材料。为了研究复合材料中颗粒分布情况，本工作采用超声声速法、超声衰减法、超声波特征扫描成像检测及非线性超声检测方法对SiC_p颗粒分散性进行研究。探索各种声学参量随SiC_p体积分数的变化关系及不同的检测方法对SiC_p颗粒分布情况检测能力的差异，并进行实验验证。结果表明：超声特征扫描检测及超声速度法能够定量检测SiC_p宏观团聚，超声衰减法对表征微观团聚和宏观团聚都能达到一个很好的效果，非线性超声检测方法对于检测SiC_p微观团聚更为敏感，颗粒不均匀时对力学性能影响最为突出，抗拉强度大大降低。     

搅拌铸造法制备短碳纤维/AZ91复合材料的组织与性能

采用搅拌铸造法制备了不同体积分数（10vol%、15vol%、20vol%）的短碳纤维增强镁基（CF_s/AZ91）复合材料,并选取了三个挤压比和两个挤压温度对其进行热挤压变形,采用光学显微镜（OM）、SEM和TEM对CF_s/AZ91复合材料的显微组织进行了观察,并测试其室温力学性能及阻尼性能。研究结果表明,热挤压能够有效降低CF_s/AZ91复合材料气孔率;在热挤压过程中,纤维沿挤压方向定向排列,同时基体发生动态再结晶。随着挤压温度及挤压比的增大,晶粒呈现等轴状,组织更加均匀。CF_s/AZ91复合材料经过挤压后,其力学性能得到提高,屈服强度和抗拉强度随挤压比和CF_s体积分数的增大而增大,然而CF_s纤维在热挤压后发生明显断裂,限制了挤压态复合材料强度的进一步提升。低温低挤压比条件下,CF_s/AZ91复合材料具有较好的阻尼性能,随着挤压比及挤压温度的升高,CF_s/AZ91复合材料室温及高温阻尼性能均有所降低。      

Mg2B2O5晶须增强AZ91D镁基复合材料表面Ni-P-SiC化学镀层的耐蚀性与SiC含量的关系

有关Ni-P-SiC复合镀层耐蚀性的研究不多.为此,在Mg2B2O5晶须增强AZ91D镁基复合材料表面化学镀Ni-P-SiC层.采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、电化学方法研究了镀液中纳米SiC含量对镀层表面形貌、成分、耐蚀性、结合力的影响.结果表明:纳米SiC颗粒的加入细化了镀层晶粒,造成了镀层疏松,随着镀液中SiC浓度的增加,复合镀层的耐蚀性逐渐降低,但对基体仍有保护作用,SiC浓度为2g/L时耐蚀性较佳,且镀层与基体结合良好.     

Al2O3sf/AZ91D镁基复合材料等径角挤压变形机制研究

为了推动半固态加工在镁基复合材料成形中的应用,采用液态浸渗法制备了增强体体积分数为5%的Al<,2>O<,3sf>/AZ91D复合材料,并采用等径角挤压对其实施变形.利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸实验机分别对试样进行了组织观察和力学性能测试,并以此为基础探讨了复合材料在等径角挤压过程中的变形机制.研究表明:Al<,2>...     

镁基复合材料热膨胀的研究进展和前景展望

简要介绍了镁合金及镁基复合材料热膨胀的研究进展,叙述了温度、增强体体积分数、增强体颗粒尺寸、增强体颗粒形状、增强体种类和热处理及其他对镁基复合材料热膨胀的影响。简要介绍了热膨胀的理论预测模型,并对今后的发展做了展望。     

具有网络互穿结构TiC／AZ91D镁基复合材料的一种合成方法

介绍一种新的低成本合成具有网络互穿结构TiC／AZ91D镁基复合材料的方法——原位反应渗透法。该方法中，TiC陶瓷增强相由元素粉末Ti和C间原位反应直接合成．无需添加第三相金属粉末，仅在原位反应发生的同时熔融基体镁合金由毛细管力作用渗入（Tip＋Cp）预制块内部构成致密的具有网络互穿结构的TiC／AZ91D镁基复合材料。实验结果和理论计算表明：（1）通过精确控制（Tip＋Cp）预制块的致密度，考虑原位反应发生前后形成的TiC本征体积变化，即可获得具有不同TiC陶瓷含量的网络互穿结构镁基复合材料；（2）原位合成的TiC陶瓷是一可变化学剂量比的化舍物．其晶格常数随反应条件而变化，主要取决于反应条件和原始元素粉末的尺寸。     

具有网络互穿结构TiC/AZ91D镁基复合材料的一种合成方法

介绍一种新的低成本合成具有网络互穿结构TiC/AZ91D镁基复合材料的方法--原位反应渗透法.该方法中,TiC陶瓷增强相由元素粉末Ti和C间原位反应直接合成,无需添加第三相金属粉末,仅在原位反应发生的同时熔融基体镁合金由毛细管力作用渗入(Tip+Cp)预制块内部构成致密的具有网络互穿结构的TiC/AZ91D镁基复合材料.实验结果和理论计算表明(1)通过精确控制(Tip+Cp)预制块的致密度,考虑原位反应发生前后形成的TiC本征体积变化,即可获得具有不同TiC陶瓷含量的网络互穿结构镁基复合材料;(2)原位合成的TiC陶瓷是一可变化学剂量比的化合物,其晶格常数随反应条件而变化,主要取决于反应条件和原始元素粉末的尺寸.     

AZ91D镁合金表面熔盐置换扩散涂层组织及耐腐蚀性能研究

采用AlCl3-NaCl熔盐自发置换扩散工艺在AZ91D镁合金表面制备镁铝金属间化合物涂层,并利用开路电位、电化学阻抗方法对镁合金及熔盐置换扩散改性处理试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究。结果表明:熔盐自发置换扩散铝涂层在温度为400℃,保温8h的工艺条件下呈现出了明显的分层结构特征。根据组织结构不同,可将其分为:颗粒状形貌的外层和具有网状结构的内层;经表面熔盐自发置换扩散处理后的镁合金试样,腐蚀电位比未改性的AZ91D镁合金大幅提高,膜层阻抗约为未改性的AZ91D镁合金的10倍。