镁合金阻燃行为及其强化机理的研究

论文摘要

本文采用熔铸法制备了不同成分的镁合金,用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪等现代分析手段研究了镁合金显微组织和强化机制,以及镁合金的高温氧化行为。氧化膜经过XRD物相分析和XEM能谱分析得知主要由Ce2O3、Al2O3和MgO组成。表层由MgO组成,Ce2O3与Al2O3一起填充MgO孔隙形成了中间层,氧化膜中间层致密度足以阻挡氧的进入。在AZ91D镁合金中加入1%Ce后,其燃点提高约60℃。因此镁合金的阻燃性能得到提高。将合金元素Sb加入到稀土阻燃镁合金中,Sb与Ce优先生成金属间化合物CeSb,同时减少了大量长棒状Al4Ce相生成的可能性,并且形成的颗粒状CeSb具有形核作用,从而细化晶粒。将合金元素Y加入到稀土阻燃镁合金中, Y优先与Al结合形成热稳定相Al2Y,它作为α-Mg枝晶Mg17Al12相的形核剂,促成晶核的形成,从而细化了合金的铸态组织。实验表明:将合金元素Sb加入到稀土阻燃镁合金中,由于CeSb相的出现,其燃点又有所降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1-1 镁及镁合金
• 1-2 AZ91D的特点及应用
• 1-3 镁合金的应用现状及发展趋势
• 1-3-1 镁合金的应用现状
• 1-3-2 镁合金的发展趋势
• 1-4 镁合金的强化机制
• 1-4-1 固溶强化
• 1-4-2 细晶强化
• 1-4-3 第二相强化
• 1-5 金属的氧化历程及金属氧化物的高温稳定性
• 1-5-1 金属的氧化历程
• 1-5-2 金属氧化物的高温稳定性
• 1-6 阻燃镁合金的研究现状
• 1-6-1 熔剂阻燃
• 1-6-2 气体阻燃
• 1-6-3 合金化阻燃
• 1-7 本课题的研究意义
• 第二章 试验方案
• 2-1 试验原材料
• 2-2 试验设备
• 2-2-1 试验制备设备
• 2-2-2 试验性能检测设备
• 2-3 熔炼工艺
• 2-3-1 涂料配备
• 2-3-2 模具和炉料的预热
• 2-3-3 熔炼与浇注温度的确定
• 2-3-4 熔炼过程
• 2-4 宏观与微观分析
• 2-4-1 燃点测试
• 2-4-2 组织观察
• 2-4-3 相分析
• 第三章 镁合金阻燃行为的研究
• 3-1 试验材料的选择及试验方法
• 3-2 燃点测试结果
• 3-3 氧化燃烧宏观现象的观察
• 3-4 高温氧化过程分析
• 3-5 氧化膜能谱分析
• 3-5-1 氧化膜形貌观察
• 3-6 氧化膜物相分析
• 3-7 稀土阻燃镁合金的阻燃机理
• 第四章 镁合金强化行为的研究
• 4-1 成分设计及试验方法
• 4-2 显微组织
• 4-2-1 AZ91D的显微组织
• 4-2-2 Ce对AZ91D显微组织的影响
• 4-2-3 Sb对AZ91D显微组织的影响
• 4-2-4 Y对AZ91D显微组织的影响
• 4-3 AZ91D的固溶时效热处理
• 4-4 组织的物相分析
• 4-5 镁合金的强化机理
• 4-6 试验验证
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文