原位自生MgO-Mg復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文采用原位自生還原法制備了MgO/Mg復(fù)合材料，克服了外加顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的界面結(jié)合與污染問(wèn)題。原位生成的MgO增強(qiáng)顆粒和合金元素有效的改善材料的性能，同時(shí)普通燒結(jié)和動(dòng)態(tài)電流直加熱二次熱壓工藝的結(jié)合采用，進(jìn)一步提高了材料的性能。對(duì)所制備材料的密度、維氏硬度和沖擊韌性進(jìn)行測(cè)試，采用SEM、EDS和XRD等分析檢測(cè)技術(shù)對(duì)材料的微觀組織和斷口進(jìn)行了分析，并通過(guò)XRD衍射分析確定材料的物相組成，初步建立了原位自生增強(qiáng)相MgO與MgxM(A

2、l、Cu)y的生長(zhǎng)模型。
　　 本實(shí)驗(yàn)對(duì)Mg-Al2O3、Mg-CuO和Mg-MnO2原位反應(yīng)的吉布斯自由能變進(jìn)行計(jì)算，對(duì)球磨混合的Mg粉+Al2O3粉、Mg粉+CuO粉和Mg粉+MnO2粉分別做了DSC分析，確定了反應(yīng)能夠進(jìn)行的溫度：Mg-Al2O3在325℃左右發(fā)生還原反應(yīng)、Mg-CuO在310℃左右、Mg-MnO2在320℃左右。球磨混合的配料在300MPa，壓力下冷壓成型，在具有自制高純Ar氣氛保護(hù)裝置的管式電阻爐中燒結(jié)

3、。研究了燒結(jié)時(shí)間和燒結(jié)溫度對(duì)材料燒結(jié)性能的影響。并對(duì)上述燒結(jié)完成的試樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)電流直加熱二次熱壓。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間對(duì)材料的燒結(jié)有一定的影響，通過(guò)不同燒結(jié)溫度對(duì)材料性能影響的研究，確定550℃為配料1的最佳燒結(jié)溫度，580℃為配料2的最佳燒結(jié)溫度。材料的性能隨著燒結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)得到改善，但是不是十分的明顯。通過(guò)對(duì)壓坯進(jìn)行普通燒結(jié)，改善了其導(dǎo)電性，為動(dòng)態(tài)電流直加熱二次熱壓燒結(jié)工藝能夠順利進(jìn)行創(chuàng)造了條件。動(dòng)態(tài)電流直

4、加熱二次熱壓燒結(jié)后，材料的性能得到提高，材料的硬度有40％左右的提高。材料經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)二次熱壓改善了第二相呈連續(xù)網(wǎng)格分布在Mg基體晶界的狀況，有效的改善了材料的性能。加入的MnO2與鎂基體反應(yīng)原位生成Mn和MgO，Mn能夠改善材料的韌性。加入Al2O3和CuO原位生的Al、Cu與鎂基體形成共晶體，以及原位生成MgO增強(qiáng)相的提高了材料的硬度，但是對(duì)材料的韌性提高作用不大。通過(guò)對(duì)材料的微觀組織分析、EDS分析和XRD衍射分析，初步建立了原位自生