镁基复合材料制备技术、性能及应用发展概况.doc资源-CSDN文库

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镁基复合材料制备技术、性能与应用开展概况

摘要：镁基复合材料因其轻量化和高性能而成为当今高新技术领域中最富竞争力和最有

希望采用的复合材料之一。大致笔述了常用镁基复合材料研究概况、制备技术、性能与应用

前景。

关键词：镁基复合材料制备技术性能应用

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0 引言：

镁基复合材料是继铝基复合材料之后又一具有竞争力的轻金属基复合材料【 -】，主要

特点是密度低、比强度和比刚度高，同时还具有良好的耐磨性、耐高温性、耐冲击性、优良

的减震性能与良好的尺寸稳定性和铸造性能等；此外，还具有电磁屏蔽和储氢特性等，是一

类优秀的结构与功能材料，也是当今高新技术领域中最有希望采用的复合材料之一；在航空

航天、军工产品制造、汽车以与电子封装等领域中具有巨大的应用前景。构成镁基复合材料

的基体合金主要分为铸造、变形和超轻等系列。铸造系包括 &、#、&

#、##、##) 等，侧重于制备铸造镁基复合材料；变形系包括

、&#、##、) 等，偏重于挤压性能的复合材料应用；

! 系是目前最轻质的合金系，具有较强的抗高能粒子穿透能力，以与能显著降低构件

重量、节约能量和满足某些高性能的要求。增强体可以分为颗粒、晶须、纤维等几种，增强

体的选择要从复合材料应用情况、制备方法以与增强体的本钱等诸多方面综合考虑。其中，

界面相容性和界面间存在的可能反响类型是镁基复合材料制备过程中首先要考虑的问题。本

文将从镁基复合材料中界面反响类型与润湿性、制备技术、组织性能和应用等几个方面对镁

基复合材料开展概况进展介绍，并对其今后开展前景进展展望。

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1》镁基复合材料中界面反响与润湿性

镁基复合材料中可能存在的界面反响类型主要与基体种类和增强相类型以与所采用的制

备方法有关。尤其是在镁中参加或镁合金本身含元素时，界面间存在的反响情况变得异

常复杂。如表-所列，镁基体中主要与增强体中的氧化物和碳起化学反响，生成一些不利

于材料性能的界面相，但有时这些界面相也能起到改善润湿性的作用。

有研究认为【6】，,／间存在界面反响可使固液界面能降低；在7..8时外

表力较小，约为的-／6，这将促使,在基体中均匀分布；也有报道称9在纯中

比在纯铝中分布更为均匀【:】。有关%;与间的物理润湿性和界面化学相容性的研究结

果说明【;，<】，对%;具有良好的润湿性，是一种较好的增强相。,和9等碳化

物常被用作镁基复合材料的增强体，主要是由于不易形成稳定的碳化物以与这些碳化物

具有较高的强度与化学稳定性。如果合金中含有元素，与碳化物接触时间长时，那么

会在这些镁合金中起反响形成-;:，在界面处进一步形成-6.;尖晶石，从而改变合

金的化学成分，影响复合材料腐蚀性能。此外，界面反响物存在使复合材料在铸造过程中流

动性降低【/】。

石墨纤维增强镁基复合材料(=／0具有低密度、高比强度和比刚度等优良的力学性

能，并可按照不同纤维含量设计出热膨胀系数在较宽温度围保持为零的材料。早在->76年，

就有人采用热压工艺制备了=／复合材料。熔融镁不能直接浸润无涂层的石墨纤维，

经采用等离子喷涂或物理气相沉积钛与化学镀镍等预先涂覆石墨纤维，均证明与熔融镁问有

良好的润湿性。由于钛的密度较低、熔点较高以与与镁不会形成脆性金属间化合物，故可以

采用物理气相沉积。由于=／复合材料存在制备工艺复杂等缺点而使人们更多地倾向

于不连续增强镁基复合材料的研究。

表 1 镁基复合材料常用增强体与局部界面反响

类

型

增强体存在反响说明

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