合金化對Mg-Zn-Zr鎂合金電磁屏蔽性能和力學性能的影響
發(fā)布時間:2018-04-11 03:29
本文選題:Mg-Zn-Zr鎂合金 + Y; 參考:《重慶大學》2015年碩士論文
【摘要】:近年來,除了噪音污染、水污染、空氣污染、固體廢棄物污染,電磁輻射已成為第五大污染,特別是在機電及3C領域電磁干擾和電磁污染是不可回避的問題。常用的電磁屏蔽材料有金屬材料和高分子復合材料。多數(shù)高分子材料的導電性能較金屬差,而且存在材料磨損大、易氧化、難加工、高成本等缺點。鎂合金是最輕的金屬結構材料,具有比強度,比剛度高等特點,目前已有的研究表明鎂合金是一種潛在的電磁屏蔽材料。但是,鎂合金的使用在功能和結構方面往往不可兼得,而且鎂合金因絕對強度低等缺點,應用受到了一定的限制。因此,進一步提高鎂合金的電磁屏蔽性能,改善鎂合金的強度,探索合金化對鎂合金電磁屏蔽性能和力學性能的影響規(guī)律與機制,為鎂合金材料的功能和結構一體化打下基礎,提升鎂合金價值,擴大鎂合金應用。本文對Mg-Zn-Zr鎂合金添加不同含量的Y、Cu、和Y與Ce復合添加,以期獲得電磁屏蔽性能和力學性能良好的優(yōu)化合金成分。并采用金相分析、XRD、SEM、EDS、TEM、拉伸、顯微硬度、電導率及電磁屏蔽效能測試等實驗手段,研究了Y、Cu和Y與Ce復合添加對Mg-Zn-Zr鎂合金組織和性能的影響。由此得到的研究結果如下:①Y加入到Mg-Zn-Zr合金中,會形成兩種新相:I相(Mg3Zn6Y)和面心立方結構的W相(Mg3Zn3Y2)。隨著Y含量的增加,合金的晶粒得到細化。隨著Y含量的增加,擠壓態(tài)合金的電磁屏蔽性能得到了顯著的提高,其中,含2wt.%Y合金的電磁屏蔽性能最好,在頻率范圍內,可達79-118d B,這主要是由于電導率和第二相的因素。通過添加少量的0.5wt.%Y擠壓態(tài)合金的力學性能最優(yōu),抗拉強度可達334MPa,屈服強度可達258MPa,延伸率為12.2%。時效可以使合金析出β1’和β2’相。隨著時效時間的增加,電磁屏蔽性能增加。②Cu能夠有效細化Mg-Zn-Zr鎂合金的晶粒,并且與Mg,Zn形成Mg Zn Cu三元相。Mg Zn Cu三元相是一種面心立方結構的第二相。Cu的加入會顯著提高擠壓態(tài)合金的電磁屏蔽性能,且隨Cu含量的增加,電磁屏蔽性能不斷得到提高,這是主要是因為Cu在鎂中固溶度較小,與Mg、Zn結合,使固溶在Mg中的Zn減少,晶格畸變得到部分恢復,電導率增加從而提高電磁屏蔽性能。其中Cu含量為2.5wt.%的合金的電磁屏蔽性能最高,可達84-118d B。含少量Cu的Mg-5Zn-0.6Zr合金擁有較好的力學性能。擠壓態(tài)C u為0.5wt.%合金的力學性能最好,屈服強度為263MPa,抗拉強度為346MPa,延伸率為11.4%。Cu能夠顯著提高Mg-Zn-Zr鎂合金的時效硬化性能。加Cu之后,產生時效峰值的時間由原來的35h縮短到了5h。③Mg-Zn-Zr鎂合金中加入Ce與Y會形成Mg-Zn-Ce相和Mg3Zn3Y2相,Mg-Zn-Ce三元相是一種斜方結構,而Mg3Zn3Y2相是面心立方結構。Y和Ce能有效的細化晶粒。Y和Ce的加入對擠壓態(tài)合金的電磁屏蔽性能有顯著的影響,擠壓態(tài)合金的電磁屏蔽性能出現(xiàn)先升高后降低的趨勢,這主要與電導率,稀土元素的固溶和第二相的析出等綜合作用有關。含Y為1wt.%合金的電磁屏蔽性能最高,在整個頻率范圍內可達76-118d B。擠壓態(tài)Mg-5Zn-0.6Zr合金中,加入一定量的Y與Ce,由于細晶粒強化和第二相強化,其強度和延伸率都比擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr合金高,特別是屈服可超過300MPa。其中Y含量為0.2wt.%合金的力學性能最好,抗拉為356MPa,屈服為313MPa,延伸率為11.2%。時效可以提高Mg-Zn-Y-Ce-Zr合金的電磁屏蔽性能,隨著時效時間的增加,電磁屏蔽性能增加,時效50h后的擠壓態(tài)Mg-5Zn-0.5Y-0.5Ce-0.6Zr的電磁屏蔽性能最高,在800MHz-1.5GHz為86-88d B。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TG146.22
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本文編號:1734239
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