镁基纳米复合材料的研究



镁基纳米复合材料的研究

镁是最轻的金属，其比铝轻33%、比钛轻61%、比不锈钢轻77%，且可以作为这些金属的替代材料。镁具有优良的铸造性能、高阻尼、电磁屏蔽性好，容易加工生产，且生产镁所需的能量低于铝。镁合金的密度低，与铝合金相比具有较高的强度和伸长率。

镁及镁合金采用纳米强化，能够提高该材料产品的力学性能，但不影响其与微观粒子尺寸大小相关的延展性，这使得该轻质材料在汽车轻量化应用方面具有优势。提出一种包含合成金属陶瓷的镁基纳米复合材料，其使用了液体熔融沉积技术和固体粉末冶金与微波烧结技术。讨论了这些纳米复合材料的性质，包括微观结构、晶粒尺寸、硬度、拉伸与压缩性能、耐高温性能、抗腐蚀性、疲劳及磨损。

随着陶瓷和金属纳米粒子的应用范围的增大，与传统的镁复合材料相比，新的镁基纳米复合材料在材料的各项性能方面有了提高。镁基纳米复合材料的制造可以采用传统的一次处理（固体或液体）和二次（热挤压）处理方法，但需要一些基础设施，例如超声波探头。镁的纳米颗粒能够同时显着提高材料的强度和延展性。镁合金AZ31加入纳米粒子，能够改善其氧化性能、抗腐蚀性能及疲劳强度。

为扩大镁基纳米复合材料的应用范围，需要进一步改进处理技术，以提高纳米粒子的分布，防止结块或集群。镁基纳米复合材料能够显著改进材料的强度与延展性，具有金属强化可提高强度和陶瓷强化可提高延展性的优势。

刊名：Materials Characterization（英）

刊期：2015年第105期

作者：M. Gupta

编译：王亮