镁在钛基体上的扩散行为研究

发布时间：2017-04-23 00:00

  本文关键词：镁在钛基体上的扩散行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对于航空航天、军事、医疗等诸多领域,新型镁钛合金逐渐成为一种具有发展潜力和应用前景的结构和功能材料,尤其是它的减重作用和储氢性能,越来越受到人们的关注。由于Mg的密度小,所以镁基合金可以作为优良的储氢材料和结构材料而被广泛的应用,但是由于Mg的沸点低于Ti的熔点,所以传统的制取合金的方法来制取Mg-Ti合金非常困难,根据国内外的报道,目前对于Mg-Ti合金的制备方法主要有4种:机械化合金法、放电等离子烧结技术、物理气相沉积(磁控溅射)技术以及汽相淬火工艺。本文将Ti板跟Mg锭放在密闭容器中以950℃的温度进行加热,因此Ti板被暴露在气态及液态的Mg中,实验条件可以促使Mg向Ti板中扩散从而制备Mg-Ti合金。本文主要判断两种新型方法制备Mg-Ti合金的可行性,并截取板材的断面进行形貌分析,对Mg在Ti基体上的扩散浸透现象进行观察并具体分析。实验结果表明:(1)在950℃下,Ti与气相Mg接触的气相沉积法,以及Ti与液相Mg接触的液相浸渍法两种方法制备的合金板材断面形貌中都有Mg元素的扩散浸透行为产生,Mg元素由板材边缘向内部缓慢地进行扩散浸透;(2)同种方法制备的不同厚度的板材断口形貌具有重现性;(3)通过气相沉积法可以制备出纳米级别的Mg-Ti合金粉末;(4)气相沉积法的扩散浸透现象与液相浸渍法比较起来,更加的均匀稳定。(5)浸入到板材基体内部的Mg元素均有不同程度的氧化现象出现,而附着在板材边缘的Mg元素的氧化现象却几乎没有发生;(6)在气相沉积法中板材最边缘处附着的Mg元素有扁平状空洞结构出现,而这种结构在通常情况下,在储氢性能方面有着很好的优势。
【关键词】：Mg-Ti合金 扩散浸透 气相沉积 液相浸渍
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-27
• 1.1 引言10
• 1.2 镁合金概述10-14
• 1.2.1 镁及镁合金的特征11-14
• 1.3 钛及钛合金概述14-18
• 1.3.1 钛的冶金学14-16
• 1.3.2 钛合金的分类16-17
• 1.3.3 钛合金性能改善方法17-18
• 1.4 合金元素对镁合金的影响18-20
• 1.5 镁合金的强化途径20-23
• 1.6 镁合金腐蚀与防护23-25
• 1.6.1 镁及其合金的腐蚀机理23-25
• 1.6.2 镁合金的防护25
• 1.7 本课题研究的意义、目的及主要内容25-27
• 2 实验方案与材料27-34
• 2.1 实验方案27-28
• 2.2 实验材料及设备28-32
• 2.2.1 实验用原材料28
• 2.2.2 表面处理方法28
• 2.2.3 材料及设备组装方法28-29
• 2.2.4 实验设备29-32
• 2.3 分析测试方法32-34
• 2.3.1 显微镜断面观察32
• 2.3.2 SEM显微组织观察32-34
• 3 气相沉积法制备Mg-Ti合金板材的断面形貌分析34-47
• 3.1 气相沉积法的热力学计算34-35
• 3.2 厚度为 0.1mm的Mg-Ti合金板材断面SEM观察分析35-41
• 3.2.1 合金板材的断面整体形貌35-36
• 3.2.2 断面线扫描及面扫描分析研究36-38
• 3.2.3 特殊点成分分析对比研究38-41
• 3.3 厚度为 0.5mm的Mg-Ti合金板材断面SEM观察分析41-45
• 3.3.1 合金板材的断面整体形貌41-42
• 3.3.2 边缘部位面扫描及线扫描分析研究42-44
• 3.3.3 边缘部位SEM观察与EDS能谱分析44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 4 液相浸渍法制备Mg-Ti合金板材的断面形貌分析47-60
• 4.1 厚度为 0.1mm的Mg-Ti合金板材断面SEM观察分析47-51
• 4.1.1 合金板材的断面整体形貌47-48
• 4.1.2 断面线扫描及面扫描分析研究48-49
• 4.1.3 边缘部位特殊点成分分析对比研究49-51
• 4.2 厚度为 0.25mm的Mg-Ti合金板材断面SEM观察分析51-55
• 4.2.1 合金板材的断面整体形貌51
• 4.2.2 边缘部位面扫描及线扫描分析51-53
• 4.2.3 边缘部位特殊点分析53-55
• 4.3 厚度为 0.5mm的Mg-Ti合金板材断面SEM观察分析55-58
• 4.3.1 合金板材的断面整体形貌55-56
• 4.3.2 边缘部位面扫描及线扫描分析56-57
• 4.3.3 边缘部位特殊点分析57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 5 结论与展望60-62
• 5.1 结论60
• 5.2 展望60-62
• 参考文献62-64
• 致谢64-65
• 作者简介65-66

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