Al含量对Mg-xAl-3Ca合金微观组织和力学性能的影响

通过向镁熔体添加不同含量的铝(10wt.%~80wt.%)和3wt.%的钙粒,成功制备了一系列Mg-xAl-3Ca(x=1wt.%、20wt.%、30wt.%、40wt.%)合金和Al-xMg-3Ca(x=17wt.%、27wt.%、37wt.%、47wt.%)合金。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能试验机等设备来研究镁铝钙合金向铝镁钙合金演变过程中的微观组织变化及对压缩性能的影响机制。结果表明,在一定范围内铝含量能够提高合金的抗压性能。当铝含量占比低于30wt.%时,合金的抗压强度随着铝含量的增加也随之提高。当铝含量占比30wt.%时,合金中的Mg_(17)Al_(12)相互相连接形成网状结构,抑制了α-Μg相的生长和移动,从而提高合金的抗压强度至379.43MPa,而当铝含量超过30wt.%时,由于存在大量的Mg_(17)Al_(12)和大尺寸的Al_(2)Ca相,合金的脆化倾向增加,从而使合金的抗压强度逐渐下降。当铝含量占比为50wt.%和60wt.%时由于只形成了少量的金属间化合物,因此其抗压强度最低。然而,当铝含量为80wt.%时,合金中的α-Al相具有高硬度和强度,可增加合金抗压强度,合金抗压强度为438.06MPa.

添加Ni对Mg-Er-Cu合金组织、力学和耐磨性能的影响

以Mg_(97)Er_(2)Cu_(1)合金为基础,用Ni部分取代Cu,研究了添加Ni对合金组织、力学和耐磨性能的影响。结果表明:当用0.5 at%的Ni取代Cu后,合金中的Mg2Cu相消失,铸态Mg_(97)Er_(2)Cu_(0.5)Ni_(0.5)合金的组织主要由18R-LPSO相和α-Mg基体两相组成。添加Ni后,合金中第二相的形貌由不连续网状转变为连续网状分布,其体积分数显著增加。用0.5 at%的Ni取代Cu后,铸态Mg_(97)Er_(2)Cu_(0.5)Ni_(0.5)合金的拉伸性能明显提升,其屈服强度和抗拉强度相比Mg_(97)Er_(2)Cu_(1)合金分别提高了27.1%和22.7%。相同载荷下,铸态Mg_(97)Er_(2)Cu_(0.5)Ni_(0.5)合金的摩擦系数和磨损率均要低于Mg_(97)Er_(2)Cu_(1)合金,表现出更好的耐磨性能。载荷为60 N时,Mg_(97)Er_(2)Cu_(1)合金磨损机制以剥层磨损为主,而Mg_(97)Er_(2)Cu_(0.5)Ni_(0.5)合金磨损机制为磨粒磨损+轻微剥层磨损。

球磨对Mg_(22)Y_(2)Ni_(10)Cu_(2)+50%Ni复合材料电化学性能的影响

将通过真空冶炼获得的Mg_(22)Y_(2)Ni_(10)Cu_(2)合金与其自身质量分数50%的Ni粉混合后,分别进行了10,20,30和40 h的球磨.之后,研究了球磨时间对复合材料的结构和电化学储氢性能的影响.结果表明:经过10 h球磨后,材料Mg_(2)Ni,Mg,YMgNi_(4)相,以及添加的单质Ni构成;随着球磨时间的延长,XRD的衍射峰明显减弱,复合材料的晶粒明显细化,甚至形成了纳米晶以及非晶组织.电化学性能测试结果表明:随着球磨时间的延长,材料的放电比容量逐渐增加,球磨40 h时材料最大放电比容量达到了423.2 mAh/g,同时球磨能够明显改善合金的动力学性能,球磨40 h的合金具有较好的高倍率放电性能、较小的电极电荷转移阻力和较大的极限电流密度.但球磨过程弱化了合金的循环稳定性.