放电等离子烧结快速凝固Mg-Gd-Zn合金组织和性能的研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzu123456789zzuliuli
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于高比强度、易成形、高阻尼、低成本等特点,镁合金在航空航天、汽车、飞机等领域有重要的应用。然而,较低的强度与较差的塑性是制约镁合金广泛应用的主要瓶颈。本文采用快速凝固喷带和放电等离子低温烧结工艺,详细研究含Gd和Zn的镁基过饱和固溶体块体合金的多相析出及其力学性能,研究成果对高性能块体镁合金的开发具有一定的理论指导。以Mg96.9 Gd2.7Zn0.4合金为研究对象,从母合金熔炼、快速凝固薄带的制备、放电等离子烧结等工艺,综合运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究方法对各个状态的试样进行组织分析,通过对比不同工艺参数前后样品力学性能的变化和微观组织差异,总结出该合金的最佳制备工艺。快速凝固薄带的工艺研究结果表明,单辊铜辊甩带法的最佳制备工艺参数:经BN喷雾处理后的圆孔型石英管,在腔体真空度为0.05MPa(氩气气氛),熔化电流为30A,喷射压力为20kPa,铜辊转速约90-95转/s,成功制备出长度最长可达3000mm、厚度约50μm、宽度约 3mm的Mg96.9Gd2.7Zn04薄带。分析了烧结温度(430、450、470℃)、烧结时间(3、5、10min)和烧结压力(40、45、50MPa)等放电等离子烧结快速凝固薄带的工艺参数对合金块体微观组织演变和力学性能的影响规律。研究结果显示,烧结温度对固溶体结构有显著影响,主峰(002)、(101)强度变化较小,但是(102)、(110)、(013)等晶面相对强度随温度升高而增强,其主要原因可能和Mg3Gd与长周期堆垛有序相(Long-Period Stacking Ordered Phase)的析出有关;烧结温度对Mg3Gd相的析出及长大有显著的影响,随着温度升高,该颗粒最大尺寸从小于1μm增加到1.4μm;烧结压力主要影响试样致密度,在40MPa下,相对密度在97-99%之间,在45-50MPa下,都大于99%;烧结时间对烧结块体的微观组织中晶粒的长大、元素的偏析有重要影响,高温长时间能显著促进Mg3Gd与LPSO相的长大,晶粒尺寸也略有增加。优化后的烧结工艺为烧结温度450℃、烧结压力45MPa、烧结时间5min,此时合金的屈服强度、抗压强度和断裂应变分别为305MPa、475MPa 和 0.12。
其他文献
高质量的二维半导体异质结构是微电子学和光电子学发展的重要物质基础,为新型器件应用和基础研究提供了新的机遇。在各种异质结构集成策略中,范德瓦尔斯集成更有利于创建具有高质量界面的二维异质结构,因为它可以在没有晶格和处理限制的情况下,通过微弱的范德瓦尔斯相互作用将完全不同的材料物理地组装在一起。由于不要求合成相容性,目前的范德瓦尔斯集成法在选择不同材料的晶格结构上比传统的生长方法更灵活,它在创造人工异质
高分子聚合物具有质量轻、力学性能好、电绝缘性能优秀以及制备成本低等特点,可广泛应用于能源、化工、电气、机械等领域。但聚合物的热导率通常较低,导热性能和热稳定性较差,这在一定程度上限制了聚合物的应用范围。在聚合物中添加高导热填料可以提高材料的热导率,而填料与填料、填料与基材之间的界面是影响聚合物复合材料热导率的重要因素,因此认识并研究聚合物基纳米复合材料中界面对热量输运的影响具有重要意义。本文以氮化
目前,量子计算,生物计算等前沿技术受到人们越来越多的关注,这些技术有望突破传统计算机的限制,解决更为复杂的问题。纳米孔技术是进行分子信息检测与读取的重要手段,在医学领域与生物计算领域都能发挥巨大作用。该技术通常基于样本的电信号特征对分子进行检测,具备灵敏度高、分辨率高、无需标记等优点,尤其是DNA自组装技术与纳米孔技术相结合的自组装纳米孔技术,分辨率更高,能检测更小的分子信息。本文将氮化硅固态纳米
PM2.5是我国目前大部分城市的首要污染物,尤其在我国北方地区,秋冬季发生的雾霾事件严重影响了民众的生活及健康。PM2.5来源复杂,既包括一次污染物又包括二次转化后的污染物,因此其来源解析技术也需全面考虑。而不同模型在开展PM2.5来源解析上均具有优缺点,如何获得准确的PM2.5来源解析结果是目前亟需解决的科学问题。本研究以典型污染城市-长治市为例,分别使用CMB及CMAQ模型开展PM2.5来源解
电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,简称为EIT)现象自上世纪被发现以来成为了人们主动调控介质光学性质的重要手段之一,其可以显著增强光与相干介质的线性及非线性相互作用,使得弱光非线性效应得以实现。近年来,EIT在光波群速度减慢、光存储、光开光、光孤子等领域均具有重要的应用。其中,基于EIT机制的光存储因其优异的存储性能和广阔的应用前景近来
在以深空探测为代表的极端服役环境下,为保障电子器件等有效载荷的正常运行,需要一些承载零部件具有相应的防辐射性能。本文以重金属钽、轻金属镁、铝为研究对象,采用室温轧制的方式,研究Mg-Al-Ta复合金属板材的成形、组织及力学性能,为开发新型防辐射金属结构材料奠定基础。以AZ31B、纯钽、铝箔为实验对象,详细研究轧辊速率(80-150r/min)、轧制道次(1-3)、轧制压下量(20-90%)等叠层冷
期刊
几十年来,铝合金因其优良的特性被广泛应用。但是近几年铝导线腐蚀带来的危害使得人们开始注意铝导线的耐蚀性。本文以硬铝线和电缆用软铝合金导体为研究对象,添加Ni、Mo、Nb等元素来改善铝及铝合金导体的耐蚀性。以导电率、抗拉强度、屈服强度及硫酸铜滴定穿透时间等指标对微合金化铝及铝合金导体进行综合评价,并借助OM、SEM、EDS观察分析第二相,对其腐蚀机理进行了分析,结论如下:(1)适量Ni、Mo、Nb可
为了有效地改善环氧复合材料的性能问题,已将多种具有高热导率和良好电绝缘性的无机颗粒应用于热固性或热塑性聚合物以提高复合材料的导热绝缘性能。近年来,许多科研人员热衷于研究构建填料的有序网络。目前对于碳化硅颗粒磁化处理对环氧复合材料击穿、介电和导热性能的影响探究极少,因此该研究具有重要意义。由于碳化硅有若干晶型,而不同晶型的理化性质存在一定差异。本文选用最常见的α-SiC、β-SiC进行不同比例不同填
随着传统的硅基半导体电子器件濒临尺寸极限,在纳米尺度以单个分子为基本组成单元设计并制备体积更小、响应速度更快、能耗更低的单分子电子器件是解决电子器件继续小型化困难的方案之一。近几十年以来,众多科研人员通过发展实验技术手段和完善理论研究方法,研发出分子整流器、分子开关、分子场效应管、分子导线、分子自旋过滤器、分子传感器等一系列功能性分子器件。具有单向导通功能的分子整流器(又称为分子二极管)因其在分子