合金化对mg-zn-zr镁合金电磁屏蔽性能和力学性能影响word格式论文.docxVIP

摘要近年来，除了噪音污染、水污染、空气污染、固体废弃物污染，电磁辐射已成为第五大污染，特别是在机电及3C领域电磁干扰和电磁污染是不可回避的问题。常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料。多数高分子材料的导电性能较金属差，而且存在材料磨损大、易氧化、难加工、高成本等缺点。镁合金是最轻的金属结构材料，具有比强度，比刚度高等特点，目前已有的研究表明镁合金是一种潜在的电磁屏蔽材料。但是，镁合金的使用在功能和结构方面往往不可兼得，而且镁合金因绝对强度低等缺点，应用受到了一定的限制。因此，进一步提高镁合金的电磁屏蔽性能，改善镁合金的强度，探索合金化对镁合金电磁屏蔽性能和力学性能的影响规律与机制，为镁合金材料的功能和结构一体化打下基础，提升镁合金价值，扩大镁合金应用。本文对Mg-Zn-Zr镁合金添加不同含量的Y、Cu、和Y与Ce复合添加，以期获得电磁屏蔽性能和力学性能良好的优化合金成分。并采用金相分析、XRD、SEM、EDS、TEM、拉伸、显微硬度、电导率及电磁屏蔽效能测试等实验手段，研究了Y、Cu和Y与Ce复合添加对Mg-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响。由此得到的研究结果如下：①Y加入到Mg-Zn-Zr合金中，会形成两种新相：I相(Mg3Zn6Y)和面心立方结构的W相(Mg3Zn3Y2)。随着Y含量的增加，合金的晶粒得到细化。随着Y含量的增加，挤压态合金的电磁屏蔽性能得到了显著的提高，其中，含2wt.%Y合金的电磁屏蔽性能最好，在频率范围内，可达79-118dB，这主要是由于电导率和第二相的因素。通过添加少量的0.5wt.%Y挤压态合金的力学性能最优，抗拉强度可达334MPa，屈服强度可达258MPa，延伸率为12.2%。时效可以使合金析出β1’和β2’相。随着时效时间的增加，电磁屏蔽性能增加。② Cu能够有效细化Mg-Zn-Zr镁合金的晶粒，并且与Mg，Zn形成MgZnCu 三元相。MgZnCu三元相是一种面心立方结构的第二相。Cu的加入会显著提高挤压态合金的电磁屏蔽性能，且随Cu含量的增加，电磁屏蔽性能不断得到提高，这是主要是因为Cu在镁中固溶度较小，与Mg、Zn 结合，使固溶在Mg中的Zn 减少，晶格畸变得到部分恢复，电导率增加从而提高电磁屏蔽性能。其中Cu含量为2.5wt.%的合金的电磁屏蔽性能最高，可达84-118dB。含少量Cu 的Mg-5Zn-0.6Zr合金拥有较好的力学性能。挤压态Cu为0.5wt.%合金的力学性能最好，屈服强度为263MPa，抗拉强度为346MPa，延伸率为11.4%。Cu能够显著提高Mg-Zn-Zr镁合金的时效硬化性能。加Cu之后，产生时效峰值的时间由原来的35h缩短到了5h。③Mg-Zn-Zr镁合金中加入Ce与Y会形成Mg-Zn-Ce相和Mg3Zn3Y2相，Mg-Zn-Ce三元相是一种斜方结构，而Mg3Zn3Y2相是面心立方结构。Y和Ce能有效的细化晶粒。Y和Ce的加入对挤压态合金的电磁屏蔽性能有显著的影响，挤压态合金的电磁屏蔽性能出现先升高后降低的趋势，这主要与电导率，稀土元素的固溶和第二相的析出等综合作用有关。含Y为1wt.%合金的电磁屏蔽性能最高，在整个频率范围内可达76-118dB。挤压态Mg-5Zn-0.6Zr合金中，加入一定量的Y 与Ce，由于细晶粒强化和第二相强化，其强度和延伸率都比挤压态Mg-Zn-Zr合金高，特别是屈服可超过300MPa。其中Y含量为0.2wt.%合金的力学性能最好，抗拉为356MPa，屈服为313MPa，延伸率为11.2%。时效可以提高Mg-Zn-Y-Ce-Zr合金的电磁屏蔽性能，随着时效时间的增加，电磁屏蔽性能增加，时效50h 后的挤压态Mg-5Zn-0.5Y-0.5Ce-0.6Zr 的电磁屏蔽性能最高，在800MHz-1.5GHz为86-88dB。关键词：Mg-Zn-Zr镁合金，Y，Cu，Y+Ce，电磁屏蔽效能，电导率，力学性能，第二相ABSTRACTInrecentyears,inadditiontothenoisepollution,waterpollution,airpollution, solidwastepollution,electromagneticradiationhasbecomethefifthpollution. Electromagneticinterference(EMI)andelectromagneticpollutionisaninevitable problemespeciallyintheelectricaland 3cfield.Electromagneticinterferenceshielding materialscommonlyusedismetalmaterialsandpolymercompositemat