添加Ca對氮?dú)鈬娚涑练e鎂合金阻燃機(jī)理研究.pdf

1、噴射沉積是制備高性能鎂合金的有效方法,采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體具有很高的性價比優(yōu)勢。但一定溫度下鎂會與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致鎂燃燒甚至爆炸,存在危險,因此需要深入研究氮?dú)鈬娚涑练e過程中的阻燃機(jī)理。本文采用添加Ca合金化的方法,從兩方面研究Mg-5Ca合金在氮?dú)鈬娚涑练e過程中的阻燃機(jī)理:一是針對噴射霧化階段氮化膜的形成、生長規(guī)律以及結(jié)構(gòu),采用SEM、EDS、XRD等手段對表面膜的形貌及組成進(jìn)行研究,探討表面膜的結(jié)構(gòu)在中斷氮?dú)廨斔椭械淖饔?二是針對

2、噴射沉積霧化階段氮?dú)夂挽F化液滴之間的生成熱和熱傳遞,采用常規(guī)數(shù)學(xué)模型模擬霧化氣體與液滴之間的傳熱情況,研究噴射沉積過程中快速散熱機(jī)理。研究結(jié)果如下:
　　 1.Mg-5Ca合金不同氣氛下表面膜結(jié)構(gòu)研究表明,Mg-5Ca合金在普通工業(yè)氮?dú)?99.5％)下740℃保溫2h冷卻后生成一層平整連續(xù)的表面膜,其表層由CaO、MgO和Mg3N2、Ca3N2組成,里層由CaO和MgO共同組成,比較致密。高純氮?dú)?99.995%)下合金表面形成

3、一層很薄的Mg3N2和Ca3N2,由不規(guī)則顆粒密排堆積而成,不能完全覆蓋表面。在大氣中合金表面形成表層由CaO組成、里層由MgO-CaO組成的呈菜花狀的厚層膜,開裂變形非常嚴(yán)重。
　　 2.根據(jù)理論分析模擬計算了噴射沉積過程中霧化氣體的速度、傳熱系數(shù)、液滴速度、液滴溫度等參量的變化過程以及傳熱情況,確定了Mg-5Ca合金噴射沉積霧化階段氣體帶走熱量的最小值。當(dāng)霧化氣體速度與液滴速度相等時,氮?dú)夂玩V合金之間的傳熱系數(shù)最小,此時氣體