本文關(guān)鍵詞：抗菌Al-Mg-Si合金組織與性能研究

  更多相關(guān)文章： Al-Mg-Si合金 抗菌性能 力學(xué)性能 熱處理 耐蝕性能

【摘要】：Al-Mg-Si合金屬于中強(qiáng)度鋁合金,密度低、耐腐蝕、焊合性好,在汽車材料、建筑材料、生活器具材料中應(yīng)用廣泛。賦予Al-Mg-Si合金抗菌能力,可以進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用。本文向普通Al-Mg-Si (6063)合金中分別添加1%、3%、5%的Zn,0.1%、0.5%、0.8%的Ag以及0.3%、0.6%、1%的稀土元素,制備出新的成分的鋁合金。通過覆膜法以及平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)檢測合金的抗菌能力；利用金相顯微鏡、維氏硬度測試機(jī)、微分差熱分析儀、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、電化學(xué)工作站對合金的組織與性能進(jìn)行檢測和研究。DSC研究發(fā)現(xiàn),添加Zn、Ag和稀土并未改變Al-Mg-Si合金中沉淀相的脫溶順序。含Zn的Al-Mg-Si合金的脫溶相仍以Mg2Si相為主,Zn含量≤3%時(shí),Zn促進(jìn)脫溶相析出,放熱峰的位置逐漸向低溫方向移動；Zn含量為5%時(shí),抑制脫溶相析出。Ag促進(jìn)脫溶相析出,但作用比Zn弱。稀土使DSC曲線上放熱峰的位置略有前移且放熱峰的強(qiáng)度增大,促進(jìn)合金中沉淀相析出。采用硬度計(jì)研究添加Zn、Ag和稀土的Al-Mg-Si合金的時(shí)效特性發(fā)現(xiàn),Al-Mg-Si合金出現(xiàn)兩個硬度峰值。當(dāng)進(jìn)行170℃時(shí)效時(shí),第一個峰值硬度較低,第二個峰值硬度較高；提高時(shí)效溫度,第一峰值硬度提高,但第二個峰值硬度變化不大或下降。Zn含量≤3%時(shí),可以顯著提高Al-Mg-Si合金的時(shí)效強(qiáng)化特性,含3%Zn合金的硬度效果最好。含0.5%Ag的合金時(shí)效硬化效果明顯,Ag含量高,鋁合金的硬化速度快,峰值硬度高。稀土對鋁合金時(shí)效硬化效果不顯著,時(shí)效溫度越高,達(dá)到的硬度越低。采用覆膜法及平板計(jì)數(shù)法研究了Zn、Ag及稀土含量對Al-Mg-Si合金抗菌能力的影響,發(fā)現(xiàn)Zn元素的加入使Al-Mg-Si合金獲得抗菌能力,時(shí)效處理后的Al-Mg-Si-Zn合金的抗菌能力更高,抗菌率達(dá)到80%以上。含Ag的6063鋁合金鑄態(tài)時(shí)具有一定抗菌能力,時(shí)效處理后抗菌率達(dá)99.9%。添加稀土元素后,時(shí)效處理后,抗菌能力為55%。采用化學(xué)工作站研究Zn、Ag及稀土含量對Al-Mg-Si合金耐蝕性的影響,繪制出Tafel曲線,計(jì)算腐蝕電位和腐蝕電流,發(fā)現(xiàn)Zn元素改善了合金的耐腐蝕性能,Ag元素使得Al-Mg-Si合金的耐腐蝕性能降低,而稀土元素是在一定含量范圍內(nèi),使合金耐腐蝕性能最好,超過和低于此范圍均會對合金的耐腐蝕性能造成損害。固溶處理有助于提高合金的耐腐蝕性能。研究了Zn、Ag及稀土含量對Al-Mg-Si合金拉伸性能的影響,并采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行斷口分析,發(fā)現(xiàn)Zn元素能夠改善Al-Mg-Si的拉伸性能,隨著Zn元素的升高,Al-Mg-Si合金的抗拉強(qiáng)度升高,延伸率降低；Ag元素可以提高Al-Mg-Si合金的抗拉強(qiáng)度,降低延伸率；稀土元素對合金的延伸率影響不大,在一定范圍內(nèi)(0.3%-0.6%)提高合金的抗拉強(qiáng)度,但是超過一定含量,合金的抗拉強(qiáng)度降低。加入Zn、Ag及稀土的Al-Mg-Si合金拉伸斷口為韌性斷口,出現(xiàn)大量韌窩,合金元素的增加,使韌窩變得淺且數(shù)量變少,尺寸不均勻。
【關(guān)鍵詞】：Al-Mg-Si合金 抗菌性能 力學(xué)性能 熱處理 耐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 鋁合金11-14
• 1.1.1 Al-Mg-Si合金11-14
• 1.2 抗菌材料14-18
• 1.2.1 抗菌劑14-16
• 1.2.2 抗菌金屬材料16-18
• 1.3 研究意義及本文的研究工作18-20
• 1.3.1 研究意義18
• 1.3.2 研究工作18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法20-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)合金的設(shè)計(jì)與制備20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)合金的設(shè)計(jì)20
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)合金的制備20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)合金的熱處理21
• 2.2.1 固溶處理21
• 2.2.2 時(shí)效處理21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法與過程21-24
• 2.3.1 抗菌性能測試21-22
• 2.3.2 金相觀察22
• 2.3.3 DSC分析22
• 2.3.4 X射線衍射分析22
• 2.3.5 掃描電子顯微鏡測試22
• 2.3.6 硬度測試22-23
• 2.3.7 拉伸性能測試23
• 2.3.8 耐腐蝕性能測試23-24
• 第3章 含Zn、Ag及稀土的Al-Mg-Si合金的組織及時(shí)效特性24-41
• 3.1 含Zn、Ag及稀土的Al-Mg-Si合金的鑄態(tài)組織24-26
• 3.1.1 Zn含量對Al-Mg-Si合金鑄態(tài)組織的影響24
• 3.1.2 含Ag的Al-Mg-Si合金組織24-25
• 3.1.3 含稀土的Al-Mg-Si合金組織25-26
• 3.2 鍛態(tài)合金退火后的組織26-28
• 3.2.1 鍛態(tài)含Zn的Al-Mg-Si合金退火后的組織26-27
• 3.2.2 鍛態(tài)含Ag的Al-Mg-Si合金退火后的組織27-28
• 3.3 DSC曲線分析28-32
• 3.3.1 Al-Mg-Si-Zn合金DSC曲線分析29-30
• 3.3.2 Al-Mg-Si-Ag合金DSC曲線分析30-31
• 3.3.3 Al-Mg-Si-RE合金DSC曲線分析31-32
• 3.4 Zn、Ag及稀土元素對合金時(shí)效硬化的影響32-40
• 3.4.1 Zn對Al-Mg-Si-Zn合金時(shí)效硬化的影響32-35
• 3.4.2 Ag對Al-Mg-Si-Ag合金時(shí)效硬化的影響35-37
• 3.4.3 稀土元素對Al-Mg-Si-RE合金時(shí)效硬化的影響37-40
• 本章小結(jié)40-41
• 第4章 Zn、Ag及稀土元素對Al-Mg-Si合金抗菌性能的影響41-52
• 4.1 Zn對Al-Mg-Si-Zn合金抗菌性能的影響41-44
• 4.1.1 未經(jīng)熱處理的Al-Mg-Si-Zn合金的抗菌性41-42
• 4.1.2 固溶處理的Al-Mg-Si-Zn合金的抗菌性42-43
• 4.1.3 時(shí)效處理的Al-Mg-Si-Zn合金的抗菌性43-44
• 4.2 稀土對Al-Mg-Si-RE合金抗菌性能的影響44-46
• 4.2.1 未經(jīng)熱處理的Al-Mg-Si-RE合金的抗菌性44-45
• 4.2.2 固溶處理的Al-Mg-Si-RE合金的抗菌性45-46
• 4.3 Ag對Al-Mg-Si-Ag合金抗菌性能的影響46-48
• 4.3.1 未經(jīng)熱處理的Al-Mg-Si-Ag合金的抗菌性46-47
• 4.3.2 時(shí)效處理的Al-Mg-Si-Ag合金的抗菌性47-48
• 4.4 合金的抗菌率48-49
• 4.5 XRD分析49-50
• 4.6 分析與討論50
• 本章小結(jié)50-52
• 第5章 含Zn、Ag及稀土的Al-Mg-Si合金的耐蝕性和力學(xué)性能52-64
• 5.1 含Zn、Ag及稀土Al-Mg-Si合金的耐腐蝕性能52-58
• 5.1.1 含Zn的Al-Mg-Si合金的耐腐蝕性能52-54
• 5.1.2 含Ag的Al-Mg-Si合金的耐腐蝕性能54-56
• 5.1.3 含稀土的Al-Mg-Si合金的耐腐蝕性能56-58
• 5.2 含Zn、Ag和稀土的拉伸性能及斷口58-62
• 5.2.1 Al-Mg-Si-Zn合金拉伸性能及斷口分析58-59
• 5.2.2 Al-Mg-Si-Ag合金拉伸性能及斷口分析59-60
• 5.2.3 Al-Mg-Si-RE合金拉伸性能及斷口分析60-62
• 5.3 分析與討論62-63
• 5.3.1 Zn、Ag及稀土對Al-Mg-Si合金耐蝕性的影響62
• 5.3.2 Zn、Ag及稀土對Al-Mg-Si合金強(qiáng)韌性的影響62-63
• 本章小結(jié)63-64
• 第6章 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-75
• 后記75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 丁向群,何國求,陳成澍,劉小山,朱正宇;6000系汽車車用鋁合金的研究應(yīng)用進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年02期

2 王華,梁成浩;抗菌金屬材料的研究進(jìn)展[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2004年02期

3 徐晉勇;高原;高成;劉亞娟;張景春;;抗菌金屬材料的研究進(jìn)展[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2010年06期

4 張彬;付亮;唐曉寧;王曉楠;王夢穎;高國成;;載銀無機(jī)抗菌材料的干燥及性能表征[J];硅酸鹽通報(bào);2013年02期

5 郭鋒，，周承恩;稀土元素Ce對Al－Mg－Si變形鋁合金組織的影響[J];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年04期

6 關(guān)紹康,姚波,王迎新;Ti和Ce對AlMgSi基合金板材成形性能的影響[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2002年04期

7 熊柏青;李錫武;張永安;李志輝;王鋒;劉紅偉;;高強(qiáng)韌低淬火敏感性7XXX系鋁合金的發(fā)展[J];中國材料進(jìn)展;2014年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王鑫;多功能鋁合金陽極氧化封孔膜研究[D];沈陽理工大學(xué);2011年

本文編號：791415