合金化对Mg-Zn-Zr镁合金电磁屏蔽性能和力学性能的影响

发布时间：2018-04-11 03:29

本文选题：Mg-Zn-Zr镁合金 + Y　；参考：《重庆大学》2015年硕士论文

【摘要】：近年来,除了噪音污染、水污染、空气污染、固体废弃物污染,电磁辐射已成为第五大污染,特别是在机电及3C领域电磁干扰和电磁污染是不可回避的问题。常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料。多数高分子材料的导电性能较金属差,而且存在材料磨损大、易氧化、难加工、高成本等缺点。镁合金是最轻的金属结构材料,具有比强度,比刚度高等特点,目前已有的研究表明镁合金是一种潜在的电磁屏蔽材料。但是,镁合金的使用在功能和结构方面往往不可兼得,而且镁合金因绝对强度低等缺点,应用受到了一定的限制。因此,进一步提高镁合金的电磁屏蔽性能,改善镁合金的强度,探索合金化对镁合金电磁屏蔽性能和力学性能的影响规律与机制,为镁合金材料的功能和结构一体化打下基础,提升镁合金价值,扩大镁合金应用。本文对Mg-Zn-Zr镁合金添加不同含量的Y、Cu、和Y与Ce复合添加,以期获得电磁屏蔽性能和力学性能良好的优化合金成分。并采用金相分析、XRD、SEM、EDS、TEM、拉伸、显微硬度、电导率及电磁屏蔽效能测试等实验手段,研究了Y、Cu和Y与Ce复合添加对Mg-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响。由此得到的研究结果如下:①Y加入到Mg-Zn-Zr合金中,会形成两种新相:I相(Mg3Zn6Y)和面心立方结构的W相(Mg3Zn3Y2)。随着Y含量的增加,合金的晶粒得到细化。随着Y含量的增加,挤压态合金的电磁屏蔽性能得到了显著的提高,其中,含2wt.%Y合金的电磁屏蔽性能最好,在频率范围内,可达79-118d B,这主要是由于电导率和第二相的因素。通过添加少量的0.5wt.%Y挤压态合金的力学性能最优,抗拉强度可达334MPa,屈服强度可达258MPa,延伸率为12.2%。时效可以使合金析出β1’和β2’相。随着时效时间的增加,电磁屏蔽性能增加。②Cu能够有效细化Mg-Zn-Zr镁合金的晶粒,并且与Mg,Zn形成Mg Zn Cu三元相。Mg Zn Cu三元相是一种面心立方结构的第二相。Cu的加入会显著提高挤压态合金的电磁屏蔽性能,且随Cu含量的增加,电磁屏蔽性能不断得到提高,这是主要是因为Cu在镁中固溶度较小,与Mg、Zn结合,使固溶在Mg中的Zn减少,晶格畸变得到部分恢复,电导率增加从而提高电磁屏蔽性能。其中Cu含量为2.5wt.%的合金的电磁屏蔽性能最高,可达84-118d B。含少量Cu的Mg-5Zn-0.6Zr合金拥有较好的力学性能。挤压态C u为0.5wt.%合金的力学性能最好,屈服强度为263MPa,抗拉强度为346MPa,延伸率为11.4%。Cu能够显著提高Mg-Zn-Zr镁合金的时效硬化性能。加Cu之后,产生时效峰值的时间由原来的35h缩短到了5h。③Mg-Zn-Zr镁合金中加入Ce与Y会形成Mg-Zn-Ce相和Mg3Zn3Y2相,Mg-Zn-Ce三元相是一种斜方结构,而Mg3Zn3Y2相是面心立方结构。Y和Ce能有效的细化晶粒。Y和Ce的加入对挤压态合金的电磁屏蔽性能有显著的影响,挤压态合金的电磁屏蔽性能出现先升高后降低的趋势,这主要与电导率,稀土元素的固溶和第二相的析出等综合作用有关。含Y为1wt.%合金的电磁屏蔽性能最高,在整个频率范围内可达76-118d B。挤压态Mg-5Zn-0.6Zr合金中,加入一定量的Y与Ce,由于细晶粒强化和第二相强化,其强度和延伸率都比挤压态Mg-Zn-Zr合金高,特别是屈服可超过300MPa。其中Y含量为0.2wt.%合金的力学性能最好,抗拉为356MPa,屈服为313MPa,延伸率为11.2%。时效可以提高Mg-Zn-Y-Ce-Zr合金的电磁屏蔽性能,随着时效时间的增加,电磁屏蔽性能增加,时效50h后的挤压态Mg-5Zn-0.5Y-0.5Ce-0.6Zr的电磁屏蔽性能最高,在800MHz-1.5GHz为86-88d B。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22

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