鎂基納米復合材料的研究

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鎂基納米復合材料的研究

鎂是最輕的金屬，其比鋁輕33%、比鈦輕61%、比不銹鋼輕77%，且可以作為這些金屬的替代材料。鎂具有優良的鑄造性能、高阻尼、電磁屏蔽性好，容易加工生產，且生產鎂所需的能量低于鋁。鎂合金的密度低，與鋁合金相比具有較高的強度和伸長率。

鎂及鎂合金采用納米強化，能夠提高該材料產品的力學性能，但不影響其與微觀粒子尺寸大小相關的延展性，這使得該輕質材料在汽車輕量化應用方面具有優勢。提出一種包含合成金屬陶瓷的鎂基納米復合材料，其使用了液體熔融沉積技術和固體粉末冶金與微波燒結技術。討論了這些納米復合材料的性質，包括微觀結構、晶粒尺寸、硬度、拉伸與壓縮性能、耐高溫性能、抗腐蝕性、疲勞及磨損。

隨著陶瓷和金屬納米粒子的應用范圍的增大，與傳統的鎂復合材料相比，新的鎂基納米復合材料在材料的各項性能方面有了提高。鎂基納米復合材料的制造可以采用傳統的一次處理（固體或液體）和二次（熱擠壓）處理方法，但需要一些基礎設施，例如超聲波探頭。鎂的納米顆粒能夠同時顯著提高材料的強度和延展性。鎂合金AZ31加入納米粒子，能夠改善其氧化性能、抗腐蝕性能及疲勞強度。

為擴大鎂基納米復合材料的應用范圍，需要進一步改進處理技術，以提高納米粒子的分布，防止結塊或集群。鎂基納米復合材料能夠顯著改進材料的強度與延展性，具有金屬強化可提高強度和陶瓷強化可提高延展性的優勢。

刊名：Materials Characterization（英）

刊期：2015年第105期

作者：M. Gupta

編譯：王亮