輕質(zhì)高強鎂基材料被廣泛應用于急需減重減振的汽車、航空、航天等領(lǐng)域中,原位自生高體積Mg₂Si增強的鎂基復合材料是研究方向之一。本論文以原位自生Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料為研究對象,以提高復合材料的力學及耐磨耐蝕性能為目標,通過加入稀土元素Y或堿土元素Sr并利用攪拌摩擦加工（FSP）細化復合材料中的Mg₂Si增強相,制備Mg₂Si相細小均勻且性能優(yōu)異的復合材料,采用OM、EDS、XRD、SEM、電化學工作站以及高溫摩擦磨損試驗機等多種現(xiàn)代分析測試手段,并結(jié)合VASP第一性原理計算,探討加入Y或Sr元素對復合材料中初生樹枝和共晶漢字狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿☆w粒增強相的影響規(guī)律,揭示添加元素對Mg₂Si晶體生長過程的作用機理,研究Sr或Y元素及FSP對自生復合材料的力學性能以及耐磨耐蝕性能的影響規(guī)律,揭示Sr或Y元素對復合材料性能的作用機理、攪拌摩擦加工細化分散機理和材料的耐磨損機制。適量Y和Sr均能較大幅度改善Mg-Zn-Si合金中的初生和共晶Mg₂

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鎂及鎂合金
    1.2 鎂基復合材料的體系與制備研究
        1.2.1 鎂基復合材料研究進展
        1.2.2 鎂基復合材料力學性能研究
        1.2.3 鎂基復合材料的摩擦性能研究
        1.2.4 鎂基復合材料腐蝕性能研究
2Si增強鎂基復合材料的研究">    1.3 Mg₂Si增強鎂基復合材料的研究
2Si_p/Mg基復合材料的研究">        1.3.1 Mg₂Si_p/Mg基復合材料的研究
2Si增強多元基體復合材料的研究">        1.3.2 Mg₂Si增強多元基體復合材料的研究
2Si與其他增強體混雜增強鎂基復合材料的研究">        1.3.3 Mg₂Si與其他增強體混雜增強鎂基復合材料的研究
    1.4 鎂基材料中的第一性原理計算
    1.5 攪拌摩擦加工制備鎂基復合材料的研究進展
    1.6 本論文研究的目的與意義
    1.7 本論文研究的主要內(nèi)容、方法與技術(shù)路線
        1.7.1 本論文研究的主要內(nèi)容及方法
        1.7.2 本論文研究的技術(shù)路線
第二章 實驗過程與研究方法
    2.1 試驗原料與設(shè)備
        2.1.1 試驗原料
        2.1.2 試驗設(shè)備
    2.2 合金制備
        2.2.1 熔前準備
        2.2.2 基體合金制備
        2.2.3 鎂基復合材料制備
        2.2.4 攪拌摩擦加工處理
        2.2.5 增強相的萃取實驗
    2.3 表征方法
        2.3.1 微觀結(jié)構(gòu)與成分測試
        2.3.2 拉伸性能測試
        2.3.3 腐蝕性能測試
        2.3.4 磨損性能測試
    2.4 第一性原理計算
2Si_p/Mg-Zn復合材料組織及性能的影響">第三章 Y或Sr添加對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料組織及性能的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織及性能的影響">    3.1 Y對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織及性能的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織的影響">        3.1.1 Y對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料力學性能的影響">        3.1.2 Y對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料力學性能的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料腐蝕性能的影響">        3.1.3 Y對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料腐蝕性能的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織及性能的影響">    3.2 Sr對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織及性能的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織的影響">        3.2.1 Sr對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料微觀組織的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料力學性能的影響">        3.2.2 Sr對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料力學性能的影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料腐蝕性能的影響">        3.2.3 Sr對Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料腐蝕性能的影響
    3.3 本章小結(jié)
2Si_p/Mg-Zn基復合材料中Mg₂Si增強相的改善機理研究">第四章 Y或Sr添加對Mg₂Si_p/Mg-Zn基復合材料中Mg₂Si增強相的改善機理研究
2Si相的改善機理">    4.1 Y元素對初生Mg₂Si相的改善機理
2Si_p/Mg-Zn復合材料中初生Mg₂Si的形貌分析">        4.1.1 Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料中初生Mg₂Si的形貌分析
2Si的晶體形貌分析">        4.1.2 Y元素添加后復合材料中初生Mg₂Si的晶體形貌分析
2Si相的第一性原理分析">        4.1.3 添加Y元素后Mg₂Si相的第一性原理分析
2Si相的改善機理">    4.2 Sr元素對初生Mg₂Si相的改善機理
2Si的晶體形貌分析">        4.2.1 Sr元素添加后復合材料中初生Mg₂Si的晶體形貌分析
2Si相的第一性原理分析">        4.2.2 添加Sr元素后Mg₂Si相的第一性原理分析
    4.3 本章小結(jié)
2Si_p/Mg-Zn復合材料顯微組織及力學性能的影響">第五章 攪拌摩擦加工對Y/Sr添加Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料顯微組織及力學性能的影響
    5.1 FSP對0.5%Y添加復合材料顯微組織及力學性能的影響
2Si相的細化影響">        5.1.1 FSP對0.5%Y添加復合材料中Mg₂Si相的細化影響
2Si_p/Mg-Zn復合材料力學性能的影響">        5.1.2 FSP對0.5%Y添加Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料力學性能的影響
    5.2 FSP對0.5%Sr添加復合材料顯微組織及力學性能的影響
2Si相的細化影響">        5.2.1 FSP對0.5%Sr添加復合材料中Mg₂Si相的細化影響
        5.2.2 FSP對0.5%Sr添加復合材料力學性能的影響
    5.3 本章小結(jié)
2Si_p/Mg-Zn復合材料耐蝕性能的影響">第六章 FSP對Y/Sr添加Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料耐蝕性能的影響
    6.1 FSP對0.5%Y添加復合材料的耐蝕性能的影響
    6.2 FSP對0.5%Sr添加復合材料的耐蝕性能的影響
    6.3 FSP對復合材料腐蝕性能的影響機理
    6.4 本章小結(jié)
2Si_p/Mg-Zn復合材料耐磨性能的影響">第七章 FSP對0.5%Y或0.5%Sr添加Mg₂Si_p/Mg-Zn復合材料耐磨性能的影響
    7.1 FSP對0.5%Y或0.5%Sr添加復合材料的室溫耐磨性能的影響
        7.1.1 FSP對0.5%Y添加復合材料室溫耐磨性能的影響
        7.1.2 FSP對0.5%Sr添加復合材料室溫磨損性能的影響
    7.2 FSP對0.5%Y或0.5%Sr添加復合材料的高溫耐磨性能的影響
        7.2.1 FSP對含0.5%Y復合材料高溫耐磨性能的影響
        7.2.2 FSP對含0.5%Sr復合材料高溫磨損性能的影響
    7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論、創(chuàng)新點與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 論文創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]Mg-Li合金界面結(jié)構(gòu)及合金化效應的第一性原理研究[J]. 韓培德,白晉綱,李洪飛,張彩麗,許并社.  太原理工大學學報. 2012(03)
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博士論文
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碩士論文
[1]P對Mg-Si-Sn系合金中Mg2Si的變質(zhì)[D]. 姜麗麗.吉林大學 2009



本文編號：2938307