长治生产镁基复合材料镁基轻合金

来源：上海隆司新材料科技有限公司 时间：2024-06-16 08:53:48 [举报]

镁基复合材料的研究在过去四十年中因其重量轻、强度重量比高、延展性、硬度、耐磨性和生物降解性而实现了可持续增长。镁基材料目前的目标是在汽车、航空航天、电子、体育和生物医学工程中的应用。

对镁基纳米复合材料进行深入研究的驱动力是利用它们来缓解变暖，能源消耗以及土地，空气和水的毒性。纳米长度尺度的增强层的存在导致晶粒细化，导致霍尔-佩奇增强和奥罗文增强，因为存在直径小于100nm的纳米颗粒纤维。

合金化是提升材料弹性模量的有效手段之一。根据合金元素在材料内的存在形式，可分为两类：形成固溶体或金属间化合物。当合金元素以固溶元素形式存在时，无论是连续还是非连续固溶体，其弹性模量相比纯镁都没有较大的提升。表1展示了一些纯镁及镁合金弹性模量的实验值及性原理计算值。研究发现Mg-X合金的弹性模量受合金元素价层电子的影响。当合金元素以析出第二相的形式存在于镁合金中时，其提升模量的效率相对较高，也是目前合金化法提升镁弹性模量的主要方法。表2列举了一些析出强化型镁合金的性能参数，可以发现析出相的模量相对镁基体有一定提升，但依然无法和外加的高模量颗粒或纤维等相比。此外，析出相与镁基体的界面类型也对材料的模量及综合性能有很大的影响。

采用半固态注射成型铸造技术制备了石墨烯/镁复合材料。以AZ91D镁合金为基体材料，Gnps作为增强体；AZ91D镁合金颗粒是由铸锭经过颗粒粉碎机粉碎制成，颗粒呈现不规则棒状，长3~6mm，长宽比约为5:1，表1为AZ91D合金的具体成分。石墨烯纳米片/镁(Gnps/ AZ91D)复合材料制备流程包括混料，填料，加热搅拌，高速注射成形等步骤。，分别将5kg的AZ91D镁合金颗粒和相应质量的Gnps(Gnps的质量分数分别为0，0.3%，0.6%，0.9%)加入V型混料机进行混料，混料机转速为20r/min，时间为30min。其次是将混合好的AZ91D镁合金颗粒与Gnps加入镁合金注射成型机的料斗中；然后混合料在料管的螺旋搅拌及料管不同区域加热下形成混合浆料；模温机对模具加热，待模具达设定温度后对其喷涂涂料，然后合模，合模压力达到设定值后，冲头将混合浆料高速射出，充满整个模具型腔，并保压；开模取出铸件后随室温冷却。将不同Gnps含量的铸件放在热处理炉中进行固溶处理，加热温度为400℃保温时间为24h。

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