Mg/Al双金属固相复合界面特征与性能

Mg/Al双金属层状复合材料因兼具镁合金低密度和铝合金耐腐蚀的特性,在轻量化与高性能成形制造方面应用需求巨大.而金属材料接触面在固态下直接结合的双金属固相复合工艺,因避免了液–液复合或液–固复合中氧化、夹杂等缺陷对复合材料性能的影响,在双金属复合技术中具有显著的优势.为阐明Mg/Al双金属固相复合过程中热变形条件对复合界面特征和性能的影响规律,开展了变形温度300~430℃、应变率5×10^(-3)~1 s^(-1)和变形量20%~40%条件下的热压缩复合实验,采用扫描电镜、能谱仪和维氏硬度仪获得了复合界面的微观形貌、元素和硬度的分布规律.结果表明:随着应变率降低、变形量增加和变形温度升高,元素扩散时间增长、扩散能力增强,过渡区总厚度增加,形成了Mg_(17)Al_(12)相和Al_(3)Mg_(2)相组成的高硬度金属间化合物层.在此基础上,通过建立金属间化合物层的厚度演化模型,结合双金属冶金结合的临界变形量计算公式,构建了Mg/Al双金属复合界面特征随热变形条件演化图.计算结果说明:较高温度(>400℃)和较高应变率(~1 s^(-1))的变形条件在保证Mg/Al双金属冶金结合同时,可以抑制金属间化合物层的出现和长大,从而有助于良好复合界面的实现.

FeCoNiCrCu高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属组织和性能的影响

目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射仪、维氏硬度测试仪和万能试验机对Al/Mg双金属界面微观组织和力学性能进行测试和分析。结果未喷涂高熵合金涂层的Al/Mg双金属界面由共晶层和金属间化合物层组成,断裂位置主要位于金属间化合物层,裂纹从Al_(3)Mg_(2)扩展至共晶层结束,具有典型的脆性断裂特征,剪切强度仅为30.37MPa。当高熵合金涂层厚度为5μm时,Al/Mg双金属形成了Al_(3)Mg_(2)+Mg_(2)Si/AlxFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的复杂界面,断裂发生在高熵合金层与δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的交界处,断裂面产生了一定程度的塑性变形,剪切强度为48.46MPa,相对于无涂层的Al/Mg双金属提高了59.56%。当高熵合金涂层厚度为20μm时,铝侧生成了AlxFeCoNiCrCu高熵合金,镁侧则只生成了少量Mg-Ni-Cu混合相,断裂发生在高熵合金涂层与镁基体交界处,剪切强度为39.69 MPa。结论高熵合金涂层可以有效阻碍Al、Mg元素之间的扩散,从而显著抑制或完全阻止Al-Mg脆性金属间化合物的产生,大幅度降低界面层厚度。金属间化合物的减少和混合相对裂纹扩展的阻碍作用显著提高了Al/Mg双金属界面的剪切强度。

Mg/Al复合氧化物催化丙酮和碳酸二甲酯合成乙酰乙酸甲酯

利用先共沉淀后水热处理的方法制备出水滑石前体,将其焙烧后,得到具有不同Mg/Al摩尔比的复合氧化物,并借助电感耦合等离子原子发射光谱、XRD、CO2-TPD和氮气吸脱附等手段对其进行表征。结果表明,Mg/Al摩尔比对催化剂的结构和碱性质有较大的影响,并且在催化丙酮和碳酸二甲酯合成乙酰乙酸甲酯的反应中,其比单纯的氧化镁和氧化铝表现出了更高的催化活性。进一步的研究表明,在该反应中是复合氧化物的中强碱性位起催化活性的作用,当Mg/Al摩尔比为2时,催化剂具有最高的活性。此外,重复性实验表明,这些催化剂具有较好的稳定性和重复使用性。

层状结构Mg-Ti-Al复合金属氢氧化物的制备方法

本发明公布了一种具有层状结构的新型Mg-Ti-Al复合金属氢氧化物的制备方法。具体步骤：1）将含有镁盐和钛盐的溶液进行超声波处理；2）在高温、高压条件下将步骤（1）处理后的溶液与含有铝盐的溶液反应；3）经过滤、洗涤除去浆料中的溶剂，再将浆料分散在水中，加入阴离子溶液反应：4）过滤、洗涤、干燥后得到Mg-Ti-Al复合金属氢氧化物颗粒。该产品具有优秀的卤素捕获能力．应用于聚合物中时其防降解和防前期染色性能显著．并且拥有良好的透明性．

Mg/Al氧化物催化乙氧基化反应的动力学研究

该文主要研究Mg/Al复合金属氧化物催化正辛醇乙氧基化反应的动力学。通过实验测得一系列数据,算出不同温度下的反应速率常数,进一步算出该反应的活化能为58.3KJ/mol。

Mg/Al液固双金属复合材料的界面及相组成

针对单一镁合金耐蚀性差的问题，利用液固复合法制备了Mg／Al双金属复合材料，采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及X射线衍射（XRD）对材料界面组织和相组成进行了分析。试验结果表明：当以AZ91D为浇注金属，浇注温度为660～680％时，炉冷、双金属AZ91D和Z1105可获得良好的冶金结合界面；合金界面共分为5个明显区域，镁合金基体侧为Mg基固溶体和Mg17Al12,铝合金基体侧为铝基固溶体和Al3Mg2，界面中间区域则为Al3Mg2和弥散析出的中间相Mg2Si。

Mg/Al复合材料制备工艺的研究与展望

Mg/Al复合材料属于异种轻金属复合材料,制备工艺大致可分为固-固相复合、固-液相复合和液-液相复合,材料的关键在于复合界面的结合强度,复合界面以金属间化合物为主,优化方案应按照相应的复合机理实施。本文综述了Mg/Al复合材料的制备工艺,对复合机理进行解析,并提出相应的优化方案,总结近几年研究学者们的成果。最后提出制备Mg/Al复合材料的问题并提出相应的建议。

Al/Mg/Al金属叠层复合板材制造技术研究

本文主要针对汽车领域轻量化的迫切需求,研究Al/Mg/Al叠层复合材料的设计、制造及应用。金属材料叠层板是指利用复合新型技术使两种或两种以上性能不同的金属材料层板紧密结合在一起得到的一种新型材料。在结构性能上充分弥补了各自金属元素的不足,综合了各组元的不同优点,具有单一金属或其他合金不可比拟的特殊性能,成为了当今新型科技材料和信息时代的研究热点。Al/Mg/Al叠层材料结合铝的耐腐蚀性与镁比强度高、密度小、阻尼减震性好、刚性好等几大特点,节约能源和资源的同时,也减轻了产品质量,提高了产品的使用性能。极大满足了汽车领域所需要的轻质材料的广泛需求,在民用航空、航天和汽车等各个领域中都有广泛的发展前景和研究价值。

不同等温热处理条件下半固态挤压Mg_2Si/Al复合材料的组织和性能

采用重力铸造和等温热处理半固态挤压的方法制备了Mg_2Si/Al复合材料,并研究了复合材料的组织及性能。结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和增强相Mg_2Si双球化的半固态组织,其中,Mg_2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形。与普通重力铸造Mg_2Si/Al复合材料相比,等温热处理温度为555℃、565℃和570℃的半固态挤压Mg_2Si/Al复合材料的布氏硬度分别提高了26.09%、39.13%和31.30%。拉伸测试试验结果表明:等温热处理565℃时,半固态挤压Mg_2Si/Al复合材料的抗拉强度达到了274 MPa,延伸率达到了8.75%。

双金属氢氧化物与改性海藻酸钠协同稳定液体石蜡/水乳液

采用非稳态共沉淀法合成了Mg/Al双金属氢氧化物(LDH)。通过偶联酯化反应将疏水性的胆固醇(Chol)基接枝到海藻酸钠(Alg)上,制备了两亲性的改性海藻酸钠(Alg-Chol)。以Alg-Chol和LDH作为复合乳化剂,两者协同作用稳定液体石蜡/水乳液。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、透射电镜(TEM)、激光粒度仪(DLS)、接触角测量仪和光学显微镜等,分别对LDH,Alg-Chol和LDH/Alg-Chol水分散体系以及液体石蜡/水乳液的性能进行了表征。TEM和DLS结果显示LDH的平均粒径为159 nm,分散系数(PDI)为0.267。FTIR和1HNMR结果表明疏水性Chol基成功地接枝到Alg的侧链上。不同NaCl浓度下,LDH/Alg-Chol水分散体系在石蜡板上的接触角接近90°,说明LDH/Alg-Chol的润湿性较好,有利于增加乳液的稳定性。随着NaCl浓度的提高,乳液的粒径先由101.7μm增大到121.8μm,后来逐渐减小到58.1μm。这是由于LDH/Alg-Chol在乳液液滴的表面自组装成为一层界面膜,并且LDH/Alg-Chol在油/水界面吸附量的变化影响乳液的粒径大小。

复合变质对不同镁量原位Mg_2Si/Al复合材料组织的影响

在不同镁含量铸造Mg2Si/A1-Si复合材料过程中,加入混合稀土氧化物与CaCO3作为变质剂,并采用光学显微镜研究了复合变质对组织的影响。结果表明,变质剂加入量与镁的加入量有关。0.2%的混合稀土氧化物与0.3%的CaCO3使Al-10%Mg-20%Si的初生Mg2Si尺寸由原来的75μm减小到25μm左右,变质效果显著,并初步探讨了其变质机理。

高周期累积叠轧法制备Mg/Al多层复合材料

采用累积叠轧法(ARB)对Mg/Al多层板材进行高周期ARB变形,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了Mg/Al多层板材在ARB变形过程中的微观组织,并在拉伸试验机上测试板材的室温抗拉强度并通过扫描电子显微镜(SEM)观察拉伸试验后的断口形貌。结果表明,随着叠轧周期数的增加,Mg/Al多层复合材料层界面处生成并长大的金属间化合物明显细化,该化合物会逐渐呈连续多层状分布,同时也提高了层界面的结合程度。不过,Mg/Al多层复合材料的抗拉强度在叠轧过程中却呈现出不规则的变化趋势。

Al和Mg元素对吉帕级熔敷金属组织和力学性能的影响

针对吉帕级熔敷金属韧性不足的现状,设计了4组焊丝,研究了Al,Mg元素对金属粉芯焊丝熔敷金属组织和力学性能的影响.采用扫描电子显微镜对熔敷金属的显微组织进行了表征,通过力学性能测试表征了熔敷金属的力学性能.结果表明,熔敷金属主要由马氏体、贝氏体构成.随着熔敷金属中Al,Mg元素的添加量由0Al-0Mg增加至0.3Al-0.9Mg,其氧含量由0.030 8%降为0.014 3%,聚合贝氏体含量减少,板条马氏体含量增加.夹杂物由传统的以Fe,Al,Si,Mn等元素的氧化物转变为以Al,Mg氧化物为主的球形细小夹杂物(MgO·Al2O3).0.3Al-0.9Mg组与0Al-0Mg组相比较,夹杂物的平均尺寸降低了0.13μm,抗拉强度增加了152 MPa,冲击吸收能量增加了11 J (-20℃).

ICP-AES法测定掺杂型镍钴锰三元素复合氢氧化物中七种掺杂元素

掺杂型镍钴锰三元素复合氢氧化物试样用盐酸溶解,于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上(ICP-AES),选择合适的分析谱线,采用标准工作曲线法,在5%的盐酸介质中同时测定Al、Mg、Ti、Sr、Zr、La、Y等七种掺杂元素的含量。大量的镍、钴、锰基体不会对测定造成干扰,掺杂离子相互之间不干扰测定,此方法各元素的检出限在0.0005~0.008μg/mL之间,在对实际样品的测定结果其相对标准偏差不大于2.92%,加标回收率为95.4%~103.8%,具有很高的准确度和精密度,适用于实际产品掺杂型镍钴锰三元素复合氢氧化物中掺杂元素的测定。

原位反应制备从Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料

利用差分扫描热分析研究了利用Ａｌ－Ｎｂ２Ｏ５系统制备Ａｌ２Ｏ３颗粒增强金属基复合材 料这的原位反应过程：用Ｘ－射线衍射分析了反应过程中的相变．实验结果表明，Ｎｂ 的还原和ＮｂＡｌ３金属间化合物的形成反应发生在Ａｌ的熔点以下；在９３９℃完成．在低温 下，试样的局部发生少量的原位反应；整个试样内部同时发生原位反应是在９３９℃放热峰 所覆盖的温度区间．最终显微组织中存在相同形态不同尺寸的ＮｂＡｌ３相．低温形成的 ＮｂＡｌ３相由于经历了长大过程而尺寸较大；高温形成的ＮｂＡｌ３相尺寸较小．

Mg/Al双金属氧化物对As(V)吸附性能的研究

研究了以镁铝水滑石为原料制备的Mg/Al双金属氧化物对溶液中As(V)的吸附作用及其影响因素.结果表明:Mg/Al双金属氧化物对As(V)具有较强的吸附能力,吸附规律符合Langmuir等温吸附方程,根据计算所得的理论最大吸附量为51.02mg·g-1,与实验得出的最大吸附量50.53mg·g-1基本一致;运用3种动力学方程对实验数据进行拟合,发现其吸附过程用准二级动力学方程表示时相关性最好;溶液的pH值显著影响吸附剂对As(V)的吸附,在pH=2时As(V)去除率最大;X射线衍射与扫描电镜结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的结构形成Mg/Al双金属氧化物,并在吸附砷酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构,吸附机制主要为从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构以及镁铝氧化物的共沉淀作用.

热处理对消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属界面组织的影响

研究了不同热处理方式对消失模铸造固-液复合Al/Mg双金属界面组织的影响,探索适合Al/Mg双金属铸件的热处理新工艺。结果表明,均匀化退火+空冷的热处理方式会使Al/Mg双金属界面层产生裂纹缺陷,主要由于在较快的冷却速度下,基体和界面金属间化合物的膨胀系数不同,界面处应力较大,易开裂;而均匀化退火+炉冷的方式下Al/Mg双金属界面层未产生裂纹缺陷,且在Al基体和Al_(3)Mg_(2)+Mg_(2)Si反应层间产生了一个由Al(Mg)固溶体+Mg_(2)Si组成的新扩散层。随着均匀化退火时间的增加,新的扩散层厚度不断增加,界面处Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg共晶反应层的δ-Mg晶粒尺寸逐渐增大,镁基体中的Al_(12)Mg_(17)相不断固溶到初生相中。多级均匀化退火+时效处理相比于单级均匀化退火更能使界面层的组织和成分均匀,并促使镁基体中的Al_(12)Mg_(17)相呈细小层片状析出。

金属间化合物对累积叠轧Mg/Al多层复合板材断裂过程的影响（英文）

采用分步拉伸观测的方法研究了累积叠轧Mg/Al多层复合板材中界面金属间化合物对复合板材断裂过程的影响。结果表明:在单向拉伸过程中,Mg/Al界面处金属间化合物导致了裂纹的萌生和扩展,从而导致Mg/Al界面的分离;在后续拉伸过程中,由于Mg层强度较低,首先产生颈缩失效,致使整个样品提前断裂。

振动频率对消失模铸造Al/Mg复合材料界面组织和力学性能的影响

采用机械振动强化Al/Mg双金属复合材料的结合界面,研究了振动频率对消失模固-液复合铸造Al/Mg双金属复合材料的界面组织和力学性能的影响。结果表明,振动频率对Al/Mg双金属复合材料的界面组织和力学性能有显著影响。随着振动频率增加,Al/Mg双金属复合材料界面金属间化合物(IMCs)层厚度减小,导致Al_(3)Mg_(2)和Al_(12)Mg_(17)脆性相减少,并且界面Mg_(2)Si相细化,分布由团聚变为分散。当振动频率为50 Hz时,Al/Mg双金属结合界面的平均剪切性能最大,达到46.83 MPa,相比未振动的Al/Mg双金属复合材料性能提升47.13%。

基于CMK-3(Au/Fc@MgAl-LDH)n纳米复合材料修饰的电化学传感器检测miRNA-21

目的基于CMK-3(Au/Fc@MgAl-LDH)n纳米复合材料修饰的电化学传感器建立一种灵敏、快速、稳定的方法用于检测miRNA-21。方法本文建立了基于有序介孔碳(CMK-3)、金纳米粒子(AuNPs)和包含二茂铁甲酸的镁铝双层氢氧化物(Fc@MgAl-LDH)纳米材料修饰的电化学传感器用于检测卵巢癌标志物miRNA-21。成功合成了CMK-3(Au/Fc@MgAl-LDH)n纳米复合材料,并对其表面形貌、元素组成和表面基团进行了表征。通过差分脉冲伏安法(DPV)对传感器进行响应信号测定,对纳米材料组装层数、底液pH值、孵育时间和温度进行了优化。结果得到最佳实验条件为:层数4层、pH=6.5、孵育时间40 min、孵育温度35℃。在最优实验条件下,检测miRNA-21的标准曲线为△I=9.939 logC+147.89,r^(2)=0.9971,在10^(-14)mol/L~10^(-9)mol/L线性范围内具有良好的响应,检出限(LOD)为0.48×10^(-14)mol/L(S/N=3)。对血清样品进行加标回收测定,回收率为94.6%~100.0%。结论该方法灵敏、准确、特异性强,可用于血清中miRNA-21的测定。