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镁基非晶多孔材料研究

作　者: 尹志其
导　师: 左孝青
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 镁基非晶态多孔合金制备晶化压缩性能
分类号: TG139.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

多孔材料由于其独特的结构,在汽车、航空、建筑等行业有着广泛的应用前景,而镁基非晶态合金具有低密度、高强度、良好的抗腐蚀性及储氢性能等优点,是一种很有发展前途的新型材料,本文利用多孔材料的特殊结构制备了镁基非晶态多孔合金,分析了组织成分、晶化过程、力学性能及断裂形貌。本文选择镁基非晶态合金中玻璃形成能力较强的Mg65Cu20Zn5Y10作为基体,利用水冷铜模浇铸工艺制备出不同直径(4mm,6mm,8mm)的镁基非晶态多孔合金棒。通过X荧光、X射线衍射、差示扫描热仪、扫描电镜和能谱等方法分析了镁基非晶态多孔合金的成分和组织。XRD分析发现直径4mm,6mm的试样具有明显的非晶特征的漫散衍射峰,直径8mm的试样漫散衍射不明显,有较多的晶化相析出,是不完全非晶,DSC分析发现4mm、6mm在晶化温度范围内都有四个吸热峰,表现为四级晶化,其中第二和第四个吸热峰较弱,直径8mm试样未观察到明显的吸热峰,这结果与XRD衍射结果吻合；DSC分析直径4mm试样得到Mg65Cu20Zn5Y10非晶态合金的Tg=404K, Tx=458K, Tm=704K, SEM和EDX分析发现还有铜、锌、钇的氧化物和少量Y2O3。对直径4mm的试样在Tg温度附近进行晶化处理,金相观察表明,随着晶化时间的增加,晶粒逐渐析出晶界的析出越来越明显,晶化40min后基本形成完整的晶粒,晶化后析出相最多为Mg,其次为Mg12YZn相和Mg2Cu相。对试样进行显微硬度测试,结果为随着晶化时间的增加,在非晶基体上析出少量晶化相,形成第二相强化,导致了显微硬度逐渐增大。压缩试验表明Mg65Cu20Zn5Y10非晶态多孔合金存在三个变形阶段：弹性变形,塑性变形和断裂,随着晶化时间的增加,断裂应力和最大塑性应变都减小。通过对Mg65Cu20Zn5Y10非晶态合金的断裂形貌观察,发现在断口处存在平均宽度约为15-20μm的脉络状花样,为韧性断裂。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-18
  1.1 块状非晶合金  8-11
    1.1.1 块状非晶合金的发展历史  8-9
    1.1.2 块状非晶合金的性能  9-11
  1.2 块状非晶多孔材料的制备  11-15
    1.2.1 渗流法  12-14
    1.2.2 发泡法  14-15
  1.3 镁基块状非晶合金  15-16
  1.4 论文研究的目的和意义  16-17
  1.5 论文研究的主要内容  17-18
第二章镁基非晶多孔材料的制备和分析  18-39
  2.1 实验原材料与实验设备  18-19
    2.1.1 实验原材料  18
    2.1.2 实验设备  18-19
  2.2 非晶多孔材料的制备  19-23
    2.2.1 母合金的熔炼  19-22
    2.2.2 母合金的清洗  22
    2.2.3 浇铸  22
    2.2.4 样品  22-23
  2.3 非晶组织和成分分析  23-34
    2.3.1 母合金成分分析  23-25
    2.3.2 非晶组织分析  25-34
  2.4 Mg_(65)Cu_(20)Zn_5Y_(10)非晶形成的动力学计算  34-36
  2.5 Mg_(65)Cu_(20)Zn_5Y_(10)形成非晶的临界冷却速度计算  36-37
  2.6 本章小结  37-39
第三章晶化  39-42
  3.1 晶化处理  39
  3.2 晶化析出相分析  39-40
  3.3 晶化组织观察  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章力学性能及断裂形貌  42-49
  4.1 显微硬度  42-43
  4.2 压缩试验  43-47
  4.3 断裂形貌  47-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章结论和展望  49-51
  5.1 结论  49-50
  5.2 展望  50-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
附录Ⅰ:攻读硕士学位期间发表的论文  57

镁基非晶多孔材料研究

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