原位Mg2Sn增強鎂基復(fù)合材料的制備及其組織性能研究.pdf

1、顆粒增強鎂基復(fù)合材料作為近年來的研究熱點，具有制備工藝簡單，適合進行機械加工等特性，同時在力學(xué)性能上也具有一定優(yōu)勢，比較適合進行規(guī)?；a(chǎn)。原位法作為鎂基復(fù)合材料的一種增強方式，可以使增強相在基體內(nèi)原位自生，同時還具有界面潔凈無污染、熱穩(wěn)定性好、與基體相容性好、制備成本低等優(yōu)點，已成為開發(fā)、制備高性能鎂基復(fù)合材料的重要發(fā)展方向。
　　本文選用純鎂為基體，采用機械合金化的方式在基體中原位生成Mg2Sn納米顆粒，再通過熱壓燒結(jié)的方式將

2、復(fù)合粉末制成塊體的鎂基復(fù)合材料，通過X射線衍射、差示掃描量熱儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡以及室溫壓縮試驗機等多種分析檢測的手段，研究機械合金化時間以及原料 Sn粉的顆粒尺寸對制備的鎂基復(fù)合材料組織及性能的影響，同時對熱壓燒結(jié)過程中的組織與相變進行分析。主要的研究結(jié)論如下：
　　機械合金化的方式可以在Mg粉與納米Sn粉中原位生成Mg2Sn顆粒，Mg2Sn相的生成量隨著機械合金化時間的增加而增多，足夠的機械合金化時間可以將 Sn

3、粉完全轉(zhuǎn)化為Mg2Sn，與此同時Mg2Sn團簇的形態(tài)不斷發(fā)生變化，當(dāng)機械合金化時間由5h逐漸增加到20h時，基體中的Mg2Sn由連續(xù)的層狀逐漸變?yōu)轭w粒狀，同時在基體中的分布更為彌散均勻。Mg2Sn納米晶的顆粒尺寸同時隨著機械合金化時間的增加而減小，同時復(fù)合材料的硬度及壓縮性能受到的增強程度越來越大。機械合金化20h后的復(fù)合材料中，Mg2Sn顆粒的尺寸約為30nm，顯微硬度可以達到210HV，其壓縮強度達到406MPa、屈服強度達到273

4、MPa、斷裂應(yīng)變?yōu)?1.0%。
　　將納米Sn粉改為微米級Sn粉進行實驗后，機械合金化同樣可以生成Mg2Sn，但與納米 Sn粉相比，機械合金化反應(yīng)的反應(yīng)速率明顯降低，需要更長時間機械合金化反應(yīng)才能開始，并且生成的Mg2Sn團簇尺寸明顯較大，在基體中呈層狀連續(xù)分布。經(jīng)過熱壓燒結(jié)后的塊體復(fù)合材料的硬度及壓縮性能同樣隨著機械合金化時間的增加而增強，但與納米Sn粉制成的復(fù)合材料相比，相同機械合金化時間的復(fù)合材料的壓縮性能要弱50%左右。<