混合稀土阻燃镁合金ZM5氧化膜研究

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1、重庆大学硕士学位论文混合稀土阻燃镁合金ZM5氧化膜研究姓名：邓正华申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：李华基20090525重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要镁合金是比重最轻的结构材料，具有高的比强度、比刚度和良好的磁屏蔽性、阻尼性、切削加工性等优点。但由于镁的化学性质活泼，非常容易氧化、燃烧，导致镁合金无法在大气条件下直接进行熔炼和浇注。氧化燃烧现象～直困扰着镁合金的生产，严重地阻碍了镁合金产品的大规模应用。目前一般采用熔剂覆盖法和气体保护法熔炼生产镁合金，或采用半固态压铸成形工艺以降低作业温度，但都存在着不少缺点。通过合金化的方法来达到阻燃的目的将是镁合

2、金研究的主要内容。本课题采用合金化的方法来提高镁合金的抗氧化性能。针对目前广泛应用的ZM5镁合金，通过添加经优化配比后的混合稀土，混合稀土加入量为0．1％时，阻燃效果最好，提高起燃温度约206℃。镁合金液面上形成一层结构致密并且具有耐久性的保护膜，阻止氧气的进一步侵入和镁蒸气的向外挥发，从而不再产生合金的剧烈氧化燃烧现象。在ZM5镁合金中添加O．1％的混合稀土(I汪)，能提高镁合金的起燃温度。对该合金用EDS进行氧化膜元素深度剖析和平面比较，发现混合稀土具有明显的表面富集现象；SEM和XRD分析表明：在高温下，合金表面生成了一层由(I也)203、MgO、A12

3、0a、Mgl7A112组成的致密氧化膜，抑制基体镁合金的进一步氧化；通过热力学研究了氧化膜的形成过程；并建立了氧化模型。通过研究，了解了镁合金氧化的过程以及氧化膜的组成，对合金高温氧化有更清晰的认识。对于其它需要抗氧化的金属或合金的抗氧化研究可以起到指导、借鉴作用。同时，由于对镁合金的需求日益广泛，合金化阻燃可以大大提高镁合金的生产效率，减少环境污染，降低生产成本，使镁合金的应用更加广泛。稀土阻燃镁合金的研究，将大大促进我国镁合金的生产和应用，促进镁合金工业的发展。对于我国正在逐步采用镁合金的汽车、摩托车和电子等行业也将产生极大的推动作用。同时也将为我国稀土金

4、属材料的开发和应用提供广阔的前景，从而可以充分开发利用我国丰富的稀土资源。关键词：混合稀土，ZM5镁合金，氧化膜，熟力学，氧化模型重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAsthelightestconstructionalmaterial，magnesiumalloyhashighspecificstrength，higllspecificstiffness，goodmagnetic-shieldingability,gooddampingability,andgoodmachinability．Sinceitschemicalcharacterisve

5、ryactive，Mgalloyispronetooxidationandburning，whichmakesitimpossibletobemeltedandcastinair．OxidationandburningofMgalloyobstructitsapplicationwidely．Fluxesandcovergasesarecurrentlyusedforthemeltingandproductionprocesses，andsemi—solidthixocastingisalsousedtolowertheoperationtemperature

6、；buttherestillhavemanyproblems．AlloyingisapromisingmethodofpreventingMgalloyfromburning．AlloyingisusedheretopreventMgalloyfromoxidation．n圮widelyusedMgalloyZM5ischoseastheoriginalalloy．Onthesurfaceofthemoltenalloy,alayerofprotectivefilmwithdensestructureisformedbytheadditionofmischme

7、tal，Theadditionof0．1wt％mischmetalhasthebestresult，whichheightenstheignitionpoilltby206℃．ThefilmpreventsthepenetrationofoxygenandvolatilizationofMgvapor,andthenpreventsthealloyfromoxidationandburning．Theexperimentsresultsindicatethattheignitiontemperatureofmagnesiumalloycanberaisedgr

8、eatlybytheadditiono