抗菌AL-Mg-Si合金組織與性能研究.pdf

1、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(guò)覆膜法以及平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)檢測(cè)合金的抗菌能力;利用金相顯微鏡、維氏硬度測(cè)試機(jī)、微分差熱分析

2、儀、萬(wàn)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(duì)合金的組織與性能進(jìn)行檢測(cè)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(dòng);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)

3、合金中沉淀相析出。
　　本文采用硬度計(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(gè)硬度峰值。當(dāng)進(jìn)行170℃時(shí)效時(shí)，第一個(gè)峰值硬度較低，第二個(gè)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(gè)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

4、硬度高。稀土對(duì)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(duì)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

5、土含量對(duì)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(guò)和低于此范圍均會(huì)對(duì)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。
　　本文研究了Zn、Ag及稀土含量對(duì)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