以镁合金为基体的复合材料.ppt

以镁合金为基体的复合材料 刘旭洋 1001130418 刘勇 1001130419 潘泽民 1001130420 史尚友 1001130421 宋驰 1001130422 孙传霖 1001130423 安丹丹 1001130501 冯志珍 1001130506 管羽 1001130509 1.复合材料发展的必然性 2.以镁合金为基体的复合材料的特点及制备 3.以镁合金为基体的复合材料的应用及发展现状 4.参考文献 复合材料发展的必然性 从世界范围看，复合材料特别是先进复合材料遇到了前所未有的发展机遇。这是由几个重要因素所决定的： ①能源短缺，燃料持续涨价，要减少有害污染和排放等，环保要求越来越高，于是减轻结构质量，发展高性能结构材料，成为至关重要的解决措施之一。 ②先进复合材料自身的优点和特性越来越被人们认识和发掘，如优异的比强度和比刚度带来的大幅度结构减重、高耐腐蚀性、良好的疲劳耐久性以及可以大规模整体成型等； ③以碳纤维复合材料为代表的先进复合材料自诞生40多年来技术发展日益成熟，特别是各种低成本制造技术的出现，为扩大应用提供了前提条件； ④各种原材料，如钢、铝、钛等近年来均在大幅涨价，唯有先进复合材料总趋势是在不断降价，使其应用更具有了竞争性。 以镁合金为基体的复合材料的特点 组成 镁基复合材料主要由镁合金基体、增强相和基体与增强相间的接触面——界面组成。 基体 常用基体合金目前主要有：Mg-Mn，Mg-A1，Mg-Zn，Mg-Zr（锆），Mg-Li 和Mg-Re（铼），此外，还有于较高温度下工作的2 个合金系Mg-Ag 和Mg-Y（钇）。镁基复合材料根据其使用性能选择基体合金。侧重铸造性能的，可选择铸造镁合金为基体；侧重挤压性能的，则一般选用变形镁合金。 增强相 增强相选择要求与铝基复合材料大致相同，都要求物理、化学相容性好，润湿性良好，载荷承受能力强，尽量避免增强相与基体合金之间的界面反应等。常用的增强相主要有纤维增强、晶须增强和颗粒增强。如C 纤维、Ti 纤维、B 纤维，Al2O3 短纤维，SiC 晶须，B4C 颗粒、SiC 颗粒和A12O3 颗粒等。 各种增强体的特点 长纤维增强金属基复合材料性能好，但造价昂贵，不利于向民用工业发展，另外其各向异性也是阻碍因素之一． 颗粒或晶须等非连续物增强金属复合材料是各向同性的，有利于进行结构设计，可以二次加工成型，可进一步时效强化，并具有高的强度，模量，硬度，尺寸稳定性，优良的耐磨、耐蚀、减振性能和高温性能，已日益引起人们的重视。 材料制备 由于镁的熔点与铝相近，镁基复合材料的制备工艺与铝基复合材料相似。纤维、颗粒、晶须增强镁基复合材料的制备方法主要有搅拌铸造、挤压铸造以及粉末冶金，除了这些传统的制备方法以外，近年还出现了机械合金化、熔体浸渗、DMD 法、自蔓延高温合成法、重熔稀释法、反复塑性变形等新型制备方法。　 粉末冶金法 粉末冶金法是把均匀混合的陶瓷颗粒或者增强纤维与微细纯净的镁合金粉末进行机械混合,排列以后,在模中压制,然后加热至合金两相区进行烧结,使增强物与镁基体聚集成一体形成镁基复合材料的方法。 粉末冶金法制备镁基复合材料的优点主要在于制备过程中基体纯镁或者镁合金不必经过全熔的高温状态,因而能避免铸造法带来的诸如镁合金强烈氧化,基体与增强物界面处发生过量反应等问题,且增强体颗粒在基体内分布均匀,从而赋予镁基复合材料更高的综合性能。而且粉末冶金法对增强体类型没有限制,可以任意改变增强物与基体的配比,制得高体积分数增强相的镁基复合材料。缺点是粉末冶金工艺设备复杂,成本较高,不易制备形状复杂的零件,而且在生产过程中存在粉末燃烧、爆炸等危险,不易大规模工业化生产。适宜在实验室中使用。 DMD 法 DMD 法（Disintegrated Melt Deposition）是 Gupta等人提出的，先将基体与增强体颗粒在氩气保护下加热熔化并过热，然后将过热处理的镁熔体搅拌均匀， 由两个氩气喷嘴将射流均匀地喷射沉积到底部的基板 上制备复合材料。 用 DMD 法制备的复合材料基体与增强相之间的 界面良好，增强相在基体里分布均匀，起到显著的晶 粒细化作用，极大限度地抑制了孔洞的产生，是一种 新型而有效的镁基复合材料的制备方法。 自蔓延高温合成法 自蔓延高温合成技术（ SelfpropagatingHigh-temperature Synthesis，简称 SHS）是将含有两种或两种以上物质的混合物压坯的一端进行点火引燃使其发生化学反应，仅依靠化学反应放出的热量蔓延引起未反应的邻近部分发生燃烧反应，直至整个坯料反应结束，其反应的生成物一般为陶瓷或金属间化合物，尺寸可达亚微米至微米级。 液态反