熱處理及稀土元素對(duì)Mg-Zn-Zr鎂合金電磁屏蔽性能的影響.pdf

1、隨著電子、通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電磁輻射產(chǎn)生的電磁干擾正日益威脅各國的信息安全，危害人類身體健康。因此，發(fā)展有效且實(shí)用的電磁屏蔽材料以維護(hù)電磁環(huán)境安全，延長(zhǎng)電子設(shè)備壽命勢(shì)在必行。迄今為止，傳統(tǒng)高導(dǎo)電、導(dǎo)磁類金屬材料和聚合物復(fù)合材料是普遍使用的電磁屏蔽材料。然而，傳統(tǒng)高導(dǎo)電、導(dǎo)磁類金屬材料的密度較大，復(fù)合材料的強(qiáng)度較差等缺點(diǎn)限制了這兩種材料的應(yīng)用前景。眾所周知，鎂合金具有密度低、高比強(qiáng)度及比剛度、良好的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能等優(yōu)點(diǎn)。因此，鎂合

2、金被認(rèn)為是潛在的電磁屏蔽材料。然而，關(guān)于鎂合金電磁屏蔽性能的研究相當(dāng)有限。
　　本文對(duì)Mg-Zn-Zr鎂合金進(jìn)行不同的熱處理和添加不同含量的稀土元素Ce、Y，以期獲得電磁屏蔽性能良好的優(yōu)化熱處理工藝和優(yōu)化合金成分。并采用金相分析、XRD、SEM、EDS、EBSD、拉伸、顯微硬度、電導(dǎo)率及電磁屏蔽效能測(cè)試等實(shí)驗(yàn)手段，研究了熱處理和稀土元素Ce、Y對(duì)Mg-Zn-Zr鎂合金在不同狀態(tài)下的組織和性能的影響。由此得到的研究結(jié)果如下：

3、　?、贌崽幚砟軌蝻@著影響擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性能。T5和T6熱處理顯著提高了合金在30-1500MHz頻率范圍內(nèi)的電磁屏蔽性能。固溶400℃/5h+時(shí)效170℃/25h熱處理和直接時(shí)效150℃/15h熱處理分別是提高擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr鎂合金電磁屏蔽性能最優(yōu)的T6和T5熱處理工藝。這兩種熱處理?xiàng)l件下的Mg-Zn-Zr合金的電磁屏蔽效能(SE)分別提高到了62-75dB和70-80dB。同時(shí)，合金具有良好的力學(xué)性能。T

4、5和T6熱處理能夠提高M(jìn)g-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性能主要?dú)w因于合金電導(dǎo)率的提高，這是由合金中析出的大量第二相所引起的。然而，第二相的粗化將削弱其對(duì)電磁屏蔽性能的貢獻(xiàn)。
　?、谙⊥猎谻e能夠顯著細(xì)化Mg-Zn-Zr鎂合金的晶粒，并形成Mg-Zn-Ce三元相。不同Ce添加量的合金經(jīng)擠壓變形后的組織均勻性存在差異，其中Ce添加量為1％時(shí)，合金的組織均勻性最優(yōu)。添加0.5%~3%Ce均提高了擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性

5、能，特別是添加1%Ce合金的屏蔽效能SE高達(dá)70-82dB，且該合金具有良好的屈服強(qiáng)度和塑性。后續(xù)時(shí)效熱處理150℃/25h進(jìn)一步將該合金的SE提高至78-89dB。稀土Ce能夠改善Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性能主要依賴于合金電導(dǎo)率的提高和組織均勻性的增強(qiáng)。電導(dǎo)率的提高源于合金中形成的大量Mg-Zn-Ce三元相。
　?、巯⊥猎豗對(duì)Mg-Zn-Zr鎂合金的細(xì)化作用較小，與Mg、Zn形成Mg-Zn-Y三元相。添加1%Y時(shí)，合金