复合材料课件第五章 钛基复合材料-镁基复合材料
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镁基复合材料讲稿镁基复合材料镁基复合材料密度小,仅为铝或铝基复合材料的2/3 左右,具有高的比强度和比刚度以及优良的力学和物理性能,在新兴高新技术领域中比传统金属材料和铝基复合材料的应用潜力更大,因此,自20 世纪80 年代末,镁基复合材料已成为金属基复合材料领域的研究热点之一。
今天我们组将简要介绍下镁基复合材料的组成,制备方法,性能,应用现状以及镁基复合材料研究领域存在的问题,并对它的研究发展趋势做了展望。
首先我们从材料科学的四要素结构、性能、加工和使用状况出发,简单的了解下镁基复合材料。
先看镁基复合材料结构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。
基体有镁合金、铸镁和镁化合物,因纯镁强度低,不适于作为镁基复合材料的基体,一般需要添加合金元素进行合金化。
常用基体合金目前主要有:Mg-A1,Mg-Mn,Mg-Li ,高强度基体Mg-Zn,Mg-Zr,于较高温度下工作的合金系Mg-Re、Mg-Ag,此外,还有用于储氢的Mg-Ni。
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。
主要合金元素有A1、Zn、Li、Ag、Zr、Th、Mn、Ni 和稀土金属等,其中A1、Zn、Li 最为常用。
它们在镁合金中具有固溶强化、沉淀强化、细晶强化等作用。
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。
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各向同性,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,巳日益引起人们的重视.由于镁及镁合金比铝和铝合金化学性质更活泼,因而所用增强相与铝基复合材料不尽相同。