混合稀土阻燃鎂合金ZM5表面張力及其對(duì)阻燃性能影響研究.pdf

1、鎂合金的合金化阻燃可以減少鎂合金材料在熔煉、澆注、燃燒傾向，降低設(shè)備及工藝的復(fù)雜程度，有著極好的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本課題從合金熔體氧化膜表（界）面張力方面分析阻燃鎂合金的阻燃機(jī)理。采用經(jīng)成分配比優(yōu)化后的混合稀土，通過(guò)測(cè)量添加不同量混合稀土的鎂合金熔體的表面張力，分析混合稀土對(duì)熔體的表面張力和熔體/氧化膜界面張力的影響，進(jìn)而研究對(duì)阻燃鎂合金的表面氧化膜形成、結(jié)構(gòu)及性能的影響。
　　采用最大氣泡壓力法測(cè)量熔體的表面張力。

2、實(shí)驗(yàn)表明，表面張力與溫度和混合稀土的加入量有關(guān)。表面張力隨溫度的升高而降低，在相同溫度下，混合稀土加入量增加，熔體的表面張力減小。
　　混合稀土在熔體中的存在形態(tài)對(duì)鎂合金熔體的阻燃效果影響很大。混合稀土以Al-10RE中間合金的形式加入熔體后，將有大量的稀土元素是以鋁稀土相的形態(tài)存在，并以活性原子團(tuán)的形式在熔體中進(jìn)行擴(kuò)散和表面富集。鋁稀土相和稀土原子表面富集會(huì)在氧化膜與熔體之間形成一層富稀土的“封閉層”。封閉層可以減少M(fèi)g原子與O

3、2接觸的幾率，減少M(fèi)gO的生成量，同時(shí)還會(huì)優(yōu)先與氧氣結(jié)合，生成稀土氧化物和氧化鋁。
　　對(duì)氧化膜進(jìn)行SEM和XRD分析表明，鎂合金熔體表面的氧化膜由（RE）2O3、MgO、Al2O3組成，稀土氧化物和氧化鋁填補(bǔ)在氧化鎂空隙中，使得氧化膜變得致密。實(shí)驗(yàn)中混合稀土加入量為0.1％時(shí)合金熔體的阻燃效果最好。
　　結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和大量的文獻(xiàn)，建立了氧化膜破裂模型、界面潤(rùn)濕模型、氧化膜的破裂能量公式對(duì)稀土在鎂合金熔體中的微觀作用機(jī)理和氧