鎂及鎂合金由于其高比強度、比剛度、質(zhì)量輕以及可回收利用等優(yōu)點,而成為結(jié)構(gòu)金屬中廣泛研究的重要材料。純鎂具有較高的導(dǎo)熱系數(shù),對鎂及鎂合金導(dǎo)熱性能的研究有助于其在輕量化導(dǎo)熱領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文通過粉末冶金的方法制備了不同添加量的納米金剛石增強鎂基復(fù)合材料,利用TEM、熱膨脹儀等研究了其微觀組織對熱膨脹性能的影響。結(jié)果表明,納米金剛石的加入可顯著地細(xì)化鎂基體合金晶粒,同時有效地降低其熱膨脹系數(shù),材料的尺寸穩(wěn)定性得到改善。 

【文章來源】：電子顯微學(xué)報. 2020,39(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

ZK60粉末SEM像。

利用XRD進行物相分析,圖2為0.05% ND+ZK60復(fù)合材料的XRD譜圖。復(fù)合材料的衍射峰中主要以α-Mg相為主,并含有少量MgZn2相。Mg的衍射峰強度高,MgZn2的衍射峰較弱,且數(shù)量較少,這是由于復(fù)合材料中大部分是Mg基體,只有少量的MgZn2相分散于鎂基體中。其中三強峰所對應(yīng)的2θ為32°、34°和36°,分別對應(yīng)的HCP鎂合金晶體中的柱面 (10 1 ˉ 0) 、基面(0002)和錐面 (10 1 ˉ 1) 。2.2 微觀組織分析

進一步利用透射電鏡分析復(fù)合材料的微觀組織。以0.05% ND+ZK60復(fù)合材料為例,從圖6a可看出,在復(fù)合材料中的晶粒內(nèi)部和晶界處分布著大量的黑色顆粒的MgZn2,對其進行衍射分析得到如圖6b所示的ND、MgZn2多晶衍射環(huán)以及鎂基體的衍射圖,其中(111)為ND的衍射面,(110)、(213)為MgZn2的衍射面,(0002)、 (0 1 ˉ 10) 、 (0 1 ˉ 11) 為鎂基體衍射面。結(jié)果表明在ZK60基體中分散著第二相MgZn2晶粒,與EDS能譜結(jié)果相一致。第二相MgZn2與ZK60鎂基體的高分辨結(jié)果如圖6c所示MgZn2與ZK60間存在一個界面過渡層,厚度約為2 nm。在ND和Mg基體界面結(jié)構(gòu)的高分辨透射照片結(jié)果中,發(fā)現(xiàn)ND鑲嵌在基體內(nèi)部,有較好的結(jié)合。通過透射電鏡對其他含量的ND添加的復(fù)合材料進行表征,結(jié)果表明大量納米級的MgZn2和ND顆粒均勻地分布在α-Mg基體中,這對ND/ZK60復(fù)合材料的機械性能和導(dǎo)熱性具有顯著的影響。隨著含量的增加,ND將難以均勻地分散在α-Mg中。納米金剛石的團聚會導(dǎo)致基體不均勻,阻礙熱變形中晶體內(nèi)部位錯的運動,起到一定的釘扎作用,造成位錯塞積,使位錯密度大幅度增加。同時,復(fù)合材料的晶粒細(xì)化使得電子背散射的機會變大,這加劇了ND顆粒周圍α-Mg基體的變形,因此,熱膨脹系數(shù)會明顯提升。圖4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)ND+ZK60復(fù)合材料EBSD圖。Bar=20 μm

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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