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镁的氧化行为研究 曾小勤 纯镁的氧化动力学 部分金属氧化膜的致密度(α)值 氧化物 α 氧化物 α 氧化物 α 氧化物 α CaO 0.78 BeO 1.59 Eu2O3 0.83 Sc2O3 1.19 K2O 0.45 Na2O 0.55 Li2O 0.60 MgO 0.78 CdO 1.21 Al2O3 1.28 PbO 1.27 Fe2O3 2.16 ZnO 1.57 NiO 1.60 Cr2O3 2.04 MnO 1.79 SiO2 1.88 Y2O3 1.13 La2O3 1.21 Ce2O3 1.16 Pr2O3 1.13 Nd2O3 1.13 Er2O3 1.20 Sm2O3 1.15 Tm2O3 1.20 Gd2O3 1.28 Tb2O3 1.21 Dy2O3 1.26 Al Ca Be 稀土 气相沉积 离子注入 激光改性 电镀与化学镀 化学转化膜 阳极氧化 Ca对镁氧化行为影响 Ca 表面生成CaO+MgO的致密结构 Ca的含量不能太高，否则会导致 晶间化合物形成网状分布，增大 镁合金的脆性 Sakamoto、B-S You、黄晓峰等 Ca对镁氧化行为影响 Be Burns、Foerster、 曾小勤等 双层或多层结构，BeO+MgO为致密层。 Be的含量应比较低（0.01%～0.125%) ，目前可实现无保护的镁合金熔炼 Be有剧毒、会造成环境污染，且含量过高 时会导致晶粒粗大、增加合金的热裂倾向 ，降低合金的力学性能 稀土 N.V.R. Kumar, B.S. You, T. Spassov等 在过渡族金属的固溶度极低,但能 形成金属间化合物 原子半径大,可填补金属及晶粒新 相的表面缺陷,阻碍晶粒的长大 形成的表面膜层有利于提高合金 的耐腐蚀,抗氧化等性能 促进致密、完成氧化膜的形成 对合金初期氧化动力学的影响 对氧化膜生长的影响 对氧化膜抗剥落性能的影响 关于镁合金高温氧化研究较少 相应氧化性能和机理 ? 阻燃镁合金燃点测试 （a）燃点试验 （b）燃点试验结果 普通镁合金氧化燃烧（650℃） 阻燃镁合金液面平静（750℃） 阻燃镁合金熔炼 AZ91D 阻燃镁合金 氧化膜形貌 截面形貌成分分析 Martrix Oxide Mounting (a)AZBR1合金氧化膜二次电子像 (b)O扫描图 (c)Mg扫描图 (d)Ce扫描图 俄歇电子能谱分析 CX为元素 的相对原子浓度， 表示在俄歇电子能谱曲线上 元素峰值到峰值的强度（P-P值）， 为元素 的相对灵敏度因子。 热力学分析及氧化模型 阻燃镁合金氧化动力学 等温氧化 钇 铈 钽 XRD、SEM、 AES、XPS等 离子注入表面效应 氧化膜结构 成分等分析 氧化动 力学规律 氧化热力学 分析 王雪敏：离子注入镁合金高温氧化行为研究 MgY合金的高温氧化动力学规律 MgY合金在不同温度下的氧化动力学关系：(a) Y=0.82 wt.%, (b) Y=1.09 wt.%, (c) Y=4.31 wt.%, (d) Y=25.00 wt.%；(1) 450 ℃, (2) 500 ℃, (3) 550 ℃, (4) 600 ℃ MgY合金的高温氧化动力学规律 氧化温度 (℃) Y的含量 (wt.%) 0.82 1.09 4.31 25.00 450 — =8.03×10-6 =6.47×10-7 =7.42×10-7 500 =2.05×10-5 =4.15×10-7 =6.63×10-7 =8.23×10-7 550 — =4.39×10-6 =2.18×10-6 =3.18×10-6 600 — — — =9.47×10-6 表1-1 MgY合金的氧化速度常数 (mg2/cm4s), (mg/(cm2s))) MgY合金的高温氧化动力学规律 Y的含量和氧化温度是影响MgY合金高温氧化性能的重要因素。 Y都存在一临界值（Yc）：高于Yc时，氧化动力学关系为抛物线规律；低于Yc时，氧化动力学关系仍为线性规律。 1.09 wt.%Yc4.31 wt.%。 MgY(Y=25.00 wt.%)合金表面氧化物的形貌: (a) 450 ℃, (b) 500 ℃, (c) 550 ℃, (d) 600 ℃ MgY(Y=25.00 wt.%)合金在不同氧化温度下的AES谱: (a) 450 ℃, (b) 500 ℃, (c) 550 ℃ 氧化膜俄歇电子能谱分析 氧化后表面(~20 nm)的XPS谱: (a) 全谱,(b) Y 3d, (c) Mg 2p, (d) O 1s (a)、高温氧化之后, MgY合金表面形成了三层结构的致密氧化膜。 (b)、氧化膜的外层由MgO、Y2O3和Mg(OH)2组成，中间层主