本文關(guān)鍵詞：鎂合金多層材料的制備研究

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【摘要】：作為目前應(yīng)用比較多的輕金屬，鎂合金受到越來越多的關(guān)注，當(dāng)前鎂合金的研究主要集中于鎂金屬間化合物和鎂基復(fù)合材料等方面，但對制備輕金屬納米多層材料的研究并不多見，納米級多層材料具有優(yōu)異的性能，研究和發(fā)展新型鎂合金材料對加快我國鎂資源的開發(fā)具有重要意義。本文通過在鎂合金板之間嵌插不同的非金屬與鎂粉的混合粉末，采用累積疊軋法對其進行七個周期的軋制，嘗試制備出多層乃至納米多層鎂合金材料。 本文主要對插嵌有碳納米管/鎂粉與氧化鋅/鎂粉的兩組AZ31鎂合金板材分別進行七個周期累積疊軋實驗，軋制在400℃下進行，每周期的軋制道次壓下量約為10%，總的變形量為67%。分析了軋制過程中的晶粒變化、鎂合金基體層厚度變化、插嵌的混合粉末的演變過程以及鎂合金多層板材的室溫拉伸性能。 結(jié)果顯示，插嵌了碳納米管/鎂粉與氧化鋅/鎂粉的鎂合金板材經(jīng)過軋制后，層界面得到了較好的保留，，并且隨著周期的進行，材料層界面的結(jié)合逐漸變好。由于反復(fù)動態(tài)再結(jié)晶和層界面對晶粒長大的阻礙作用，鎂合金層的晶粒組織明顯被細化。本文采用的工藝方法能夠制備出整體分層明顯的鎂合金多層材料。但是，由于鎂合金層與層有融合的現(xiàn)象，并不能形成理想的納米多層鎂合金材料，兩鎂合金板的層界面間的結(jié)合也并沒有實現(xiàn)冶金結(jié)合。 兩組試驗對比顯示，插嵌了氧化鋅/鎂粉一組的鎂合金試樣，其粉層中鎂粉含量下降比較慢，說明通過降低鎂粉和非金屬之間的相對滑動難度，可以減緩鎂粉顆粒與鎂合金基體板材的融合。同時插嵌了氧化鋅/鎂粉的鎂合金板材層與層之間的融合的數(shù)量較少，最終層厚度比插嵌了碳納米管/鎂粉的鎂合金板材層厚度小。 由此可見，通過在鎂合金層之間插嵌鎂粉和非金屬粉末的方法制備鎂合金多層乃至納米級多層材料，并使材料的層界面之間實現(xiàn)冶金結(jié)合，需要避免鎂合金層與層之間的融合，也要避免混合粉中的鎂粉在軋制的過程中和基體融合。
【關(guān)鍵詞】：累積疊軋 鎂合金 插嵌 多層板材 層界面
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG339
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9
• 1.2 鎂及鎂合金簡介9-14
• 1.2.1 鎂的性質(zhì)9-10
• 1.2.2 鎂合金的分類10-12
• 1.2.3 鎂合金的塑性加工方法12-13
• 1.2.4 鎂及鎂合金的特點及應(yīng)用13-14
• 1.3 累積疊軋技術(shù)14-17
• 1.3.1 累積疊軋技術(shù)的原理14-16
• 1.3.2 累積疊軋過程中的應(yīng)力16-17
• 1.4 累積疊軋技術(shù)的應(yīng)用17-23
• 1.4.1 累積疊軋法制備超細晶金屬17-19
• 1.4.2 累積疊軋法制備金屬基復(fù)合材料19-20
• 1.4.3 累積疊軋法制備金屬層狀復(fù)合材料20-23
• 1.5 本文的研究目的和意義23-24
• 1.6 本文的研究內(nèi)容24-25
• 第二章 實驗材料及方法25-31
• 2.1 實驗方案25
• 2.2 實驗材料25-26
• 2.3 實驗設(shè)備26-28
• 2.4 實驗步驟28-29
• 2.4.1 實驗材料的準備28
• 2.4.2 試樣的制備與加工28-29
• 2.5 試樣的檢測29-31
• 2.5.1 材料的顯微組織觀察29-30
• 2.5.2 材料的力學(xué)性能測試30-31
• 第三章 插嵌鎂粉/碳納米管混合粉末的鎂合金板材的累積疊軋實驗31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 軋制后多層材料的宏觀形貌31-32
• 3.3 材料的微觀組織32-38
• 3.3.1 晶粒變化33-34
• 3.3.2 混合粉體的演變34-37
• 3.3.3 各周期鎂合金層厚的變化37-38
• 3.4 各周期界面的結(jié)合及力學(xué)性能分析38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 插嵌鎂粉/氧化鋅混合粉末的鎂合金板材的累積疊軋實驗及對比41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 插嵌鎂粉/氧化鋅混合粉末的鎂合金板材的累積疊軋實驗41-49
• 4.2.1 軋制后多層材料的宏觀尺寸變化41-42
• 4.2.2 材料的微觀組織42-47
• 4.2.3 各周期界面的結(jié)合及力學(xué)性能分析47-49
• 4.3 插嵌有碳納米管/鎂粉與氧化鋅/鎂粉的多層板材的累積疊軋實驗對比49-55
• 4.3.1 宏觀形貌尺寸對比49-50
• 4.3.2 顯微組織變化對比50-54
• 4.3.3 各周期界面的結(jié)合及力學(xué)性能分析54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 參考文獻59-65
• 致謝65-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄67

【參考文獻】

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本文編號：626224