镁基材料的阻尼性能研究进展与展望

简要介绍了高阻尼镁合金及镁基复合材料的研究进展,叙述了应变振幅、频率、温度、热处理以及合金成分对镁合金阻尼性能的影响,分析了镁基复合材料的阻尼机制及阻尼设计.对高阻尼镁基材料的重要发展方向进行了展望.     

高阻尼镁基复合材料研究现状

简述了镁基复合材料阻尼性能的研究现状,介绍了高阻尼镁基复合材料的位错型和界面型阻尼微观机制,分别阐述了基体成分、增强相类型和含量、基体和增强体界面、应变振幅、温度、频率和处理工艺对镁基复合材料阻尼性能的影响。简要分析了镁基复合材料阻尼设计思想,并对其发展方向进行了展望。     

镁合金及镁基复合材料阻尼性能研究进展

简要介绍了纯镁、镁合金及镁基复合材料的位错型阻尼机理,叙述了温度、合金成分、组织结构和微观缺陷(包括晶界相界)以及热处理等因素对镁合金阻尼性能的影响.镁基复合材料较镁合金有较高的阻尼性能,是由于增加了多种阻尼机制的结果,其中最重要的是塑性区阻尼、位错密度的增大、界面滑移阻尼等.     

Gr/Mg复合材料的阻尼行为研究

对比研究了 ZM5镁合金及其 Gr/ Mg复合材料的室温和高温阻尼行为 ,发现它们的阻尼行为相似 ,但镁基复合材料阻尼性能无论在室温还是在高温下都优于镁合金 ,并随温度升高 ,这种提高的效果更大。研究认为镁基复合材料的主要阻尼机制是室温的位错阻尼和高温的界面阻尼。     

阻尼镁合金的研究现状与发展趋势

阐明了镁合金的阻尼机理及应变振幅、频率、温度对镁合金阻尼性能的影响.综述了当前改善镁合金阻尼性能的主要方法,如添加合金元素、控制变形工艺、热处理、控制晶粒尺寸和取向、添加增强相.指出通过添加新的增强相和合金元素,引入位错阻尼之外新的阻尼产生机制,解决阻尼性能与力学性能的矛盾,将是未来高性能阻尼镁合金材料研究的重要方向,而且,产品外形结构设计与阻尼性能的关系也是值得关注的一个新研究方向.     

镁基复合材料及其制备工艺研究现状与展望

镁及镁合金是当前最轻的金属结构材料,但由于强度、耐磨性以及耐高温能力不足,限制了其在工程领域的广泛应用。镁基复合材料是目前提高镁合金力学性能并实现工业化的重要途径之一,它在保留镁合金优点的同时可以克服上述缺点。本文根据镁基复合材料在制备过程中常见的增强相按其形式进行分类,阐述了其各自的增强机制,同时结合制备工艺与模拟研究,介绍了镁基复合材料研究现状,并对其未来发展趋势和研究方向进行了展望。     

Cr／Mg复合材料的阻尼行为研究

对比研究了ＺＭ５镁合金及其Ｇｒ／Ｍｇ复合材料的室温和高温阻尼行为，发现它们的阻尼行为相似，但镁基复合材料阻尼性能无论在室温还是在高温下都优于镁合金，并随温度升高，这种提高的效果更大。     

增强物的加入对纯镁阻尼性能的影响

制备了以纯镁为基体,以混杂碳化硅颗粒和硅酸铝短纤维为增强物的镁基复合材料,研究了其机械性能和阻尼性能。结果表明,增强物的加入提高了纯镁的强度,但同时也减小了复合材料阻尼的应变振幅效应,从而降低了其阻尼性能。研究证明此镁基复合材料的阻尼行为可按Ｇ－Ｌ位错阻尼理论解释,与纯镁一致。      

镁基复合材料高温变形研究进展

自20世纪80年代以来,不同类型(颗粒、晶须、纤维等)的增强镁基复合材料日益增多并得到了广泛的研究。镁基复合材料可设计性较强,且具备突出的力学性能与物理性能,包括低密度、高比刚度、较低的热膨胀系数、良好的阻尼性能、优异的抗震降噪能力及优良的电磁屏蔽性能等,在航空航天、军工制造、汽车电子、建筑用材及生物医用等各领域有着巨大的发展前景,被视作在先进技术领域颇具竞争力的一种轻质金属基复合材料。然而,镁及镁合金的晶体结构为密排六方型,室温下独立的滑移系相对较少,相应地,镁及镁合金具备较差的塑性加工能力。同时,作为硬质相的增强相,与基体镁合金之间的物理化学性能相差较大,存在一定的不兼容性。增强相的添入进一步恶化了镁基复合材料的塑性加工能力,这在很大程度上限制了镁基复合材料的使用。因而,开展关于镁基复合材料在高温变形等方面的研究工作十分重要。国内外关于镁基复合材料高温变形行为方面的科研工作大部分聚焦于不同的工艺参数对高温变形行为的影响、高温变形时发生的加工硬化及动态再结晶现象、建立相应的本构模型等方面。镁基复合材料常见的高温变形方式主要有五种,分别为超塑性变形、高温压缩、热循环变形、高温蠕变及高温二次变形。研究者们针对不同的高温变形方式开展了大量的研究工作,并取得了较为显著的研究成果。其中,高温压缩由于变形工艺相对简单而得到了更为广泛深入的研究。近年来,研究者们不仅探究了不同高温变形方式对镁基复合材料微观组织与性能的影响,还探究了应变量、温度、应变速率等变形条件对镁基复合材料高温变形行为的影响,更深入地探究了镁基复合材料在高温变形过程中的微观组织演变规律与相应的变形机制,结合数值分析构建了相应的本构模型,为镁基复合材料高温变形工艺的制定与优化提供了强有力的理论支持,有助于实现对镁基复合材料微观组织与性能的有效调控。本文综述了镁基复合材料高温变形的不同类型,阐释了镁基复合材料高温变形的本构方程及软化机理,并展望了今后镁基复合材料在高温变形方面的发展方向。     

碳纳米管镁基复合材料的性能研究与分析

镁及镁合金是目前最轻的结构金属材料,具有优良的性能,但是镁合金的强度不高,特别是高温性能较差,塑性成形性差,工业应用中无法制作成高强度的结构材料,镁基复合材料可以克服单一金属的缺陷性,可以应用于各种复杂环境中。碳纳米管/镁基复合材料具有碳纳米管和镁基体的综合优点,即高的导热率、高比强度、高比刚度、高的尺寸稳定性,还具有优良的电磁屏蔽性能、优良的机械加工性能,可以广泛的应用于生产中,但碳纳米管镁基复合材料的制备及研究还不完善。对分析了碳纳米管镁基复合材料的研究现状、存在问题及发展方向进行分析,为生产及科研提供了参考。     

纯镁基复合材料的阻尼性能

制备了以线了镁为基体，以混杂碳化硅颗粒和硅酸铝短纤维为增强物的一类特殊复合材料，了其阻尼性能，发现镁基复合材料的强度优于纯镁，但阻尼性能却降低了并随增强物含量增加，这种下降越大。镁基复合材料的阻尼民其状态关系密切，退火处理和热循环自理提高了复合材料的阻尼性能。     

镁基复合材料研究现状与展望

镁基复合材料具有很高的比强度，比刚度，以及优异的阻尼减震，电磁屏蔽和储氢析氢等性能，是宇航，汽车制造，兵器等高新技术行业的理想材料之一，综述了镁基复合材料常用的基体合金与增强体，制备方法，组织与性能以及应用现状，并对目前的研究状况做了归纳和评述，展望了未来镁基复合材料的发展方向。     

镍涂层短碳纤维增强AZ91D镁基复合材料的界面特征和阻尼性能

使用表面化学镀镍的短碳纤维为增强体、AZ91D粉为基体金属,用粉末冶金法和热挤压工艺制备镁基复合材料,用SEM、TEM-EDS、拉伸和动态热机械分析(DMA)等手段表征其微观形貌、界面结构、力学性能和阻尼性能,研究了金属镍涂层短碳纤维对AZ91D镁基复合材料的界面和阻尼性能的影响。结果表明,碳纤维在复合材料中分布均匀,沿着挤压方向定向排列;镍涂层改善了碳纤维与AZ91D基体之间的润湿性;不同频率的应变谱和G-L特征线都表明:复合材料的阻尼机制,除了位错之外还有其他机制;随着应变频率的提高复合材料的阻尼机制由以界面滑移为主转变为以位错为主。随着温度的升高涂层碳纤维增强镁基复合材料的阻尼容量增大,在250~300℃出现一个阻尼峰。随着频率的提高阻尼峰值的温度移向高温,表现出热激活弛豫过程的特征,根据Arrhenius公式计算出其热激活能(H)为3.448 e V。     

编者按

正镁合金是一种重要的轻量化结构材料,具有比重小、比强度和比刚度高、阻尼性能好、生物相容性好等诸多优点,在航空航天、轨道交通、电子通讯和医用健康等领域有着非常重要的应用潜力。然而,镁合金在应用中仍然面临着绝对强度偏低、塑韧性较差和腐蚀不可控等问题,制约着镁合金应用的拓展,因此高性能镁合金的设计与制备是镁合金研究领域的热点。相关研究方向包括:合金强化原理、镁基复合材料设计、涂层及表面处理技术、医用镁合全设计与制备等。     

颗粒增强镁基复合材料的研究现状及发展趋势

综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,着重介绍了颗粒增强镁基复合材料的制备技术,界面行为和制备热力学与动力学三大研究热点,另外,对颗粒增强镁基复合材料的增强机理及常温力学性能作了简单介绍,最后,对颗粒增强镁基复合材料的研究方向进行了一些看法和展望,指出原位颗粒增强镁基复合材料的制备技术交城为制备镁基复合材料的发展趋势,镁基复合材料由于具有高的比强度,比模量和良好的耐磨性、耐高温性能和减震性能,在航空航天,特别是汽车工业具有在的应用前景和广阔的市场。     

镁及镁合金功能材料的研究进展

镁及镁合金质轻、比强度、比刚度高,在交通运输、航空航天等行业有着广泛的应用。随着对镁合金研究的深入,镁合金越来越多的性能被开发和利用。本文综述了镁及镁合金作为阻尼材料、导热材料、电磁屏蔽材料、生物医用材料、储氢材料和电池材料的优缺点及研究现状,并阐述了改善和提高各种性能的方法,讨论了未来的主要研究方向。     

颗粒增强镁基复合材料专利技术综述

颗粒增强镁基复合材料凭借其优良的比强度、比刚度、耐磨性、耐高温、减震性能以及优异的阻尼性能和电磁屏蔽性能等,作为功能材料被广泛地应用在电子、航空、航天特别是汽车工业等行业中。本文主要对颗粒增强镁基复合材料专利申请中专利申请的国内外的年度变化趋势、申请人类型进行分析,并总结了颗粒增强镁基复合材料专利申请中增强颗粒类型以及其专利技术改进方向。     

不同含量硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料在Na_2CO_3溶液中的电化学腐蚀行为

目前,国内外对晶须增强镁基复合材料的电化学腐蚀行为鲜有报道。采用真空气压渗流技术制备了硼酸镁晶须增强AZ91D镁合金,采用电化学工作站测试了其在5%Na2CO3溶液中的开路电位和动电位极化曲线,采用扫描电镜及X射线能谱仪分析了镁基复合材料的微观腐蚀形貌及成分,研究了晶须体积分数对其耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着晶须体积分数的增加,AZ91D镁基复合材料的耐腐蚀性逐渐提高,镁基复合材料表面生成了一层活跃的钝化膜,对基体起到了一定的保护作用。     

二氧化硅加入量对AZ80A镁合金硬度及强度的影响

在熔融镁合金中加入SiO2颗粒，原位反应制备颗粒增强镁基复合材料。用SEM-EDX及衍射仪对制备的复合材料进行相分析。结果表明，SiO2颗粒与镁基复合材料中的镁发生反应，生成增强相Mg2Si，提高了镁基复合材料的硬度和强度，当SiO2加入量在8％范围内时，随着SiO2加入量的增加，镁合金的硬度和强度也相应的增加。     

镁基复合材料中常用颗粒增强相研究现状

镁基复合材料具有低的密度、高比强度、比刚度与优异的阻尼性能,是汽车、航空航天等领域的理想化轻量材料,已经成为近年来新材料领域的研究热点。合理有效地选择颗粒增强相对于提升镁基复合材料的性能有着重要的作用。分别从外加法与原位合成法两个方面综述了镁基复合材料颗粒增强相的类型及其对材料力学性能的影响,并对其相应的应用现状进行了分析。最后对颗粒增强相的发展趋势进行了展望。