镁合金高温强化、阻燃及腐蚀机理探究

由于具有低密度和其他的优异性质,镁合金作为21世纪轻量化结构和功能材料正越来越多地应用于汽车、电子、航空航天及能源等领域。然而,现阶段镁合金的高温和腐蚀性能还不够好,加之其熔炼时燃烧和加工性能差限制了其发展和实际应用。结合笔者的研究工作,综述了镁合金高温强化、阻燃和腐蚀方面国内外的研究成果,探讨了Bi,Sb及稀土对镁合金高温强化影响机理、Ca,Be稀土等对镁合金的阻燃机理和镁合金腐蚀钝化机理。意在加深对这些机理的理解,为将来镁合金的研究发展提供基础。     

ZM5镁合金合金化阻燃的研究

研究合金元素Ca、富Ce混合稀土的加入对ZM5及ZM5-Li镁合金阻燃性能的影响.燃点测试结果表明,Ca和混合稀土的加入都能明显提高ZM5镁合金的燃点温度.当复合加入1.0%RE和0.8?后,镁合金表面形成致密氧化膜,舍金的起燃温度达到785℃,提高了240℃左右,可以实现无保护条件下的熔炼.然而添加微量Li的ZM5镁合金要达到同样的阻燃效果.添加的Ca量须大于1.5%.     

AZ91D镁合金表面环保型钙系磷化膜的制备及其耐蚀性

采用化学转化处理的方法,在AZ91D镁合金的表面制备了均匀致密的钙系磷化膜,其中磷化液配方中不含铬、氟及亚硝酸盐等对环境有害的离子.通过场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了磷化时间及温度对磷化膜结构和相组成的影响.结果表明：磷化时间为20 min,磷化温度为40℃时,所得到的磷化膜的致密性和均匀性较好.与空白基体相比,经磷化处理后的镁合金在3.5 ％NaCl溶液中的耐腐蚀性能明显提高.     

镁合金性能与熔炼的探究

介绍了镁合金的分类和组织与性质特点,并介绍了镁合金的主要熔炼方法。熔炼设备,熔剂及气体保护熔炼技术,保护性气体有SF6、CO2、SO2、N2等或它们的混合气体,SF6和CO2是有害气体科学家研究用氩气替代SF6和CO2作为镁合金熔炼保护气体。     

镁合金微弧氧化膜层结构

在硅酸盐碱性溶液中，采用恒电流控制模式，在电流密度为20A／dm^2时，以镁舍金AZ91为基体制备微孤氧化薄膜。利用X射线衍射分析手段对制得的微孤氧化膜层进行相结构分析，通过扫描电子显微镜对氧化膜层的表面、横截面及断口等进行研究，还探讨了表面疏松层和致密层的形成机制。研究结果表明：制得的镁舍金微孤氧化膜由MgO，MgSiO3和MgAl2O4等相组成；微孤氧化膜层由表面疏松层和致密层构成；镁合金微孤氧化形成的表面疏松层为多孔结构，这种孔呈网络结构分布；而形成的致密层结构非常致密，没有发现孔洞，而且它和基体的结合非常紧密；表面疏松层和致密层是经过“成膜→击穿→溶化→凝固→烧结……”等一系列循环过程形成的。     

镁合金熔炼的热力学

根据与镁合金化有关的金属元素的热力学数据，绘制与镁合金制备相关的金属氧化物、氯化物和氟化物的生成自由能随温度变化的关系图。从物理化学的角度，研究采用熔剂法制备镁舍金铸锭熔剂处理的热力学原理，为合理选择熔剂配方提供理论依据。对稀土镁合金合金化存在的熔剂制备问题进行研究，指出了解决问题的方法。     

阻燃机理的研究

阻燃是一种燃速非常低的特殊燃烧过程。本文根据燃烧的基本原理讨论了阻燃材料的阻燃机理,建立了物理模型和数字模型,并提出了用阻燃系数来表示阻燃材料的阻燃能力。 k=1/r k——阻燃系数 r——阻燃材料的燃烧速度阻燃系数愈大,阻燃效果愈好。     

木材阻燃过程中的渗透性及阻燃机理

未经阻燃处理的木材是一种可燃、易燃性材料,它作为一种常见的建筑及室内装修用材,如不进行阻燃处理,其使用范围将受到限制,从而严重影响木材工业的发展和生存。从系统工程的角度看,木材的阻燃技术应包括木材阻燃机理研究、适合于木材的阻燃剂研制、木材阻燃处理技术三方面。就木材阻燃处理技术而言,应包括阻燃剂侵注前的木材预处理、浸注阻燃剂、浸注阻燃剂后木材的再干燥这三个工序。如果阻燃剂不能很好地渗透到木材内部,则无论使用什么阻燃剂,均无法达到较好的阻燃效果。 利用正交旋转组合设计进行试验设计,采用汽蒸的方式对马…     

无机阻燃添加剂在无卤阻燃中的应用

阻燃剂是高分子材料助剂研究中的一个热点，阻燃材料的环境安全性越来越受到重视．目前常用的卤系阻燃剂不具备环境安全性，而无机阻燃剂作为卤系阻燃剂的换代产品得到了快速的发展．本文简单概述了无机类阻燃剂的阻燃机理、研究现状及其发展趋势．     

镁合金短流程合金化熔炼工艺研究进展

本文综述了镁合金短流程熔炼工艺的特点、关键技术以及该工艺的研究和应用进展。指出提前合金化是该工艺的特点,保护和净化为该工艺的关键技术,该工艺已经产业化,但产业化程度不高,全面产业化需短流程净化技术、熔剂成分与氧化物夹杂反应机制、新型高效环保熔剂的研制、渣液分离技术等相关科学和技术问题的解决。     

AZ31镁合金板温拉伸变形行为的研究

通过采用单向拉伸实验, 在DNS200微机控制电子万能试验机上测定了AZ31变形镁合金板料在不同拉伸速度、不同温度下的力学性能,并分析了其特点和原因.利用实验得出的应力应变数据,建立了Fields-Backofen流变应力模型,模型计算的应力应变曲线与实验所得的数据在290～573 K范围内峰值应力出现之前基本吻合.     

Al-12.7Si-0.7Mg合金超塑性变形行为及变形机理

对Al-12.7Si-0.7Mg合金在Instron5500电子万能材料试验机上进行超塑性拉伸实验.通过对该合金超塑性过程中延伸率δ,应变速率敏感性指数m值的计算,获得了不同变形温度、不同应变速率下δ和m值的变化规律.该合金在温度为793 K,应变速率为1.67×10-4s-1时,合金的应变速率敏感性指数和延伸率均达到最大值,分别为0.44,379%.分别构建了该合金的功率耗散率图以及铝合金RWS变形机理图.运用功率耗散率图预报该合金的超塑性变形区域;应用铝合金变形机理图并结合该合金超塑性拉伸前后显微组织变化规律,根据不同温度下Al-12.7Si-0.7Mg合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸值、模量补...     

Superplastic Behavior and Deformation Mechanisms of AI-12.7Si-0.7Mg Alloy

对Al-12.7Si-0.7Mg合金在Instron5500电子万能材料试验机上进行超塑性拉伸实验.通过对该合金超塑性过程中延伸率δ,应变速率敏感性指数m值的计算,获得了不同变形温度、不同应变速率下δ和m值的变化规律.该合金在温度为793 K,应变速率为1.67×10-4s-1时,合金的应变速率敏感性指数和延伸率均达到最大值,分别为0.44,379%.分别构建了该合金的功率耗散率图以及铝合金RWS变形机理图.运用功率耗散率图预报该合金的超塑性变形区域;应用铝合金变形机理图并结合该合金超塑性拉伸前后显微组织变化规律,根据不同温度下Al-12.7Si-0.7Mg合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸值、模量补偿的应力值预报该合金的超塑性拉伸变形机理.     

苹果幼果发育期间Ca,Mg,K含量的变化

以金冠、富士苹果为试材,分析了幼果发育时Ca,Mg,K含量的变化。结果表明：在幼果期(金冠在盛花后43d内,富士在盛花后45d内),与不发育的幼果相比,发育正常的幼果具有较高的干重、鲜重和Ca,Mg,K含量,以及较高的生长速率和Ca,Mg,K吸收速率。此外,正常发育的幼果生长速率与Ca,Mg,K吸收速率呈密切的正相关关系。     

钛团簇的融化行为

采用经验分子动力学方法研究了几个典型Ti团簇的热力学稳定性和融化行为.Ti团簇的融化行为清楚地依赖于体系的结构和尺寸.对于较小的团簇,融化曲线没有出现清楚的一级相变特征,意味着由于尺寸效应导致的固态液态共存.对于较大尺寸的团簇,观察到其融化过程伴随着表面融化、局部融化、结构共存和相变行为.     

含Sc的Al-Cu-Li合金热压缩变形的流变应力行为和显微组织

采用Gleeble-1500热模拟试验机,在变形温度为380℃~500℃和应变速率为0.001~10 s-1的条件下对含钪铝锂合金的热变形行为进行了研究。结果表明:含钪铝锂合金流变应力随变形温度升高和应变速率的降低而减小。以实验为基础,利用作图法和线性回归方法求解得出各参数数值和流变峰值应力方程,利用该方程预测流变应力值与实验结果吻合较好;该合金在高温压缩变形中,在变形温度大于470℃和应变速率小于0.1 s-1时,合金发生了动态再结晶,且温度越高、应变速率越低,该合金越易发生动态再结晶。在380℃~470℃,0.1~10 s-1条件下,对该合金进行热变形加工较为适宜。     

Cu—Pb合金微观熔化机理及熔化过热度的形成

本文从理论上分析了铜铅合金重熔过程中其微观组织熔化机理及实际非平衡熔化过程中熔化过热度△T(1)的形成原理,并通过试验得到了间接验证.     

含Mg共晶Al-Si合金铸锭加热过程共晶Si形貌的演变

采用光学和激光共聚焦显微镜及扫描电镜等组织分析手段,研究了直径为110mm的Al-127Si-07Mg合金DC铸造铸锭在485℃盐浴加热保温过程中共晶Si形貌的演变.结果表明,在Mg的质量分数为07的共晶Al-Si合金半连续铸锭中,共晶Si在金相组织中为点状和细条状的混合物,但其空间形貌为珊瑚状;该半连续铸锭在重新加热保温初期,共晶Si相空间形貌的演变主要是珊瑚状Si相的粗化,随后在共晶Si继续粗化、球化的同时,部分长杆状共晶Si相逐渐演变成糖葫芦状,然后分裂成颗粒并球化和粗化;该铸锭在485℃加热保温过程中,共晶Si颗粒直径的粗化与加热保温时间符合229~267次幂的关系.     

预还原矿熔化行为对熔融气化炉冶炼的影响

研究了预还原矿单体熔化速度和预还原矿熔化速度对ＣＯＲＥＸ熔融气化炉的影响，得出了限制预还原矿熔化的主要因素是炉内压差，碳－氧反应和铁水硫量。在试验条件下熔化速度应小于１０ｋｇ／ｈ，使用高金属化率的预还原矿是提高熔化速率的基本保证。     

水中总硬度及钙和镁的测定

报告了应用火焰原子吸收光谱法测定水样中钙和镁浓度的技术过程，并与EDTA法进行了比较。