Mg-Al-Zn合金激光填丝焊接接头的显微组织与力学性能

采用激光填丝焊方法对4 mm厚的Mg-Al-Zn系镁合金进行焊接,采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对接头的微观组织进行分析,并对接头的拉伸性能和显微硬度进行测试。结果表明,接头焊缝区主要由α-Mg基体相和β-Mg17Al_(12)强化相组成。与母材区相比,接头热影响区的硬度有所降低,与该区域的晶粒粗化有关。在激光功率3.0 kW,焊接速度1.5 m/min,送丝速度2.1 m/min的工艺条件下获得的接头,焊缝成形良好,其抗拉强度为315 MPa,与母材的抗拉强度接近。接头拉伸断口上分布着一定数量的韧窝和河流花样,总体呈韧-脆混合型断裂特征。

Mg-Al-Gd铸造合金的相平衡及凝固行为

采用CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法重新对Mg-Al-Gd三元系进行评估,获得一套自洽的热力学参数。用Mg_(x)(TM,Mg)_(6)(RE,Mg)_(8)热力学模型(TM=过渡金属,RE=稀土金属)描述长周期堆积有序相14H和18R。计算代表性的等温截面、垂直截面、液相线投影图和相关的零变量反应,与实验数据进行比较,表明所得热力学参数的可靠性。绘制了整个三元体系的反应图,并对几种Mg-Al-Gd合金的Scheil凝固路径和相分数进行计算和分析,清楚地描述了凝固过程中各相的形成以及γ和LPSO相的相分数随Gd成分的变化,这些是影响Mg-Al-Gd合金的显微硬度、极限抗拉强度和屈服强度的重要因素。

Mg-Al水滑石的制备及对水中氟离子的吸附效果研究

通过共沉淀法制备了Mg-Al水滑石,研究了镁铝摩尔比对Mg-Al水滑石的晶格结构、微观形貌、光谱性能的影响。以NaF溶液为模拟含氟废水,测试了Mg-Al水滑石对水中氟离子的吸附量和去除率,通过吸附模型研究了相应的吸附过程和机理。结果表明,Mg-Al水滑石外观为片层状结构,片层之间相互交叉堆积,镁铝比增大时,Mg-Al水滑石的层间距增大。水滑石对氟离子的饱和吸附量和去除率随着镁铝比的增大表现出先增大后减小的趋势,在吸附80 min时吸附量接近饱和,3Mg-Al水滑石的饱和吸附量达到最大值43.16 mg/g,去除率在120 min时达到最大值90.5%,经过5次吸附再生循环使用后,3Mg-Al水滑石对氟离子的去除率降至69.4%,保持率达到76.69%,具有良好的可重复利用性能。通过对Mg-Al水滑石吸附氟离子的数据进行拟合,发现Mg-Al水滑石吸附氟离子的过程更符合准二级动力学模型,主要以化学吸附作用为主。

挤压工艺对Mg-Al-Ca-Zn合金组织与性能的影响

对Mg-2.0Al-1.5Ca-0.8Zn合金进行了320~400℃,32、64不同挤压比的挤压试验,采用OM、SEM、拉伸试验、腐蚀试验等手段,研究了不同挤压工艺对Mg-2.0Al-1.5Ca-0.8Zn合金组织与性能的影响。结果表明:随着挤压温度和挤压比的升高,合金的晶粒尺寸逐渐增大。随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度逐渐提高,伸长率和耐腐蚀性先升高后降低。挤压温度400℃,挤压比32时挤压的合金的抗拉强度最高,为268.5 MPa。挤压温度360℃,挤压比64时挤压的合金的塑性最佳,其伸长率为27.4%。挤压温度360℃,挤压比32时挤压的合金的耐腐蚀性最好,其腐蚀失重率为226.4 mg/(cm^(2)·h)。

Y元素对铸态 Mg-Al-Ca-Mn合金组织与耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、XRD分析、腐蚀试验和电化学测试等研究了Mg-4Al-3Ca-0.7Mn-xY(x=0、0.8、1.5)铸态合金的微观组织与耐腐蚀性能。结果表明:未添加Y的Mg-4Al-3Ca-0.7Mn合金组织由α-Mg、Al2Ca相、Mg2Ca相组成。添加0.8wt%Y后,合金组织中晶粒得到明显细化,析出相变得细小,Al2Ca相、Mg2Ca相数量减少,并有Al2Y相生成。Y含量增加到1.5wt%时,合金晶粒细化效果不明显,大量Al2Y相聚集在晶界处呈网状分布。添加适量的Y可提高Mg-4Al-3Ca-0.7Mn-xY合金的耐腐蚀性,Y添加量为0.8wt%时,该合金的耐腐蚀性最佳。

Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷的制备

通过对钢渣和菱镁矿配方组成的优化,采用高温发泡法制备的兼具高强度和低热导率的Ca-Mg-Al-Si系高性能泡沫陶瓷,其主要原料为红柱石与粉砂质页岩,发泡剂为碳化硅,助熔剂为锂辉石。在测试其气孔率,体积密度与抗折强度等性能的同时,也使用Micro-CT、SEM、XRD、XRF等检测手段对泡沫陶瓷进行了表征。实验结果显示:当样品中加入11 wt%钢渣,7 wt%菱镁矿时综合性能最佳,此时抗折强度为11.15 MPa,热导率为0.091W/(m·K),总气孔率为61.02%,闭口气孔率为55.30%,体积密度为0.944 g/cm^(3)。

新型Al-C晶粒细化剂的制备及对Mg-Al合金显微组织的影响研究

采用原位反应烧结法制备了新型Al-5C中间合金,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等研究了制备工艺对Al-5C中间合金组织以及该中间合金对Mg-Al合金晶粒细化的影响。结果表明,原位反应烧结法改善了Al与C的润湿性,Al-C的反应程度与球磨时间、烧结温度、烧结时间和压块方式有关;延长球磨时间、提高烧结温度或适当延长烧结时间均能促进Al-C反应,生成细小的Al4C3颗粒;Al-5C中间合金能有效地细化Mg-3Al合金的组织,添加量(质量分数)为2%时晶粒细化效果最佳。

Zn-Mg-Al LDO的制备及其除氟性能研究

半导体、电镀、冶金和陶瓷行业排放高浓度含氟废水,因此天然水中的氟化物污染已成为一个全球性问题,而Zn-Mg-Al LDO是很好的吸附材料。在n(Zn^(2+))/n(Mg^(2+))/n(Al^(3+))、反应温度不同的条件下,采用共沉淀法合成Zn-Mg-Al LDH,并将Zn-Mg-Al LDH在不同温度下焙烧制得Zn-Mg-Al LDO;利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、BET比表面积测试法等方法,探究了Zn-Mg-Al LDO的结构和性质;对50 mL质量浓度为20.0 mg/L的NaF溶液进行吸附实验,考察了Zn-Mg-Al LDO吸附去除氟离子的性能。结果表明,在n(Zn^(2+))/n(Mg^(2+))/n(Al^(3+))=2∶1∶1、反应温度为75℃、焙烧温度为400℃的条件下制备的Zn-MgAl LDO吸附去除氟离子的性能最好,氟离子的吸附去除率达到85.39%;Zn-Mg-Al LDO具有水滑石特征峰,晶型良好,呈层状结构;Zn-Mg-Al LDO为介孔材料,其比表面积为103.15 m2/g。此外,还研究了吸附过程的动力学和吸附机理。结果表明,吸附过程符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学方程。

微量Y_(2)O_(3)对多孔Mg-Al合金组织和性能的影响

镁基多孔材料在生物医用领域具有广阔的应用前景,为提高多孔Mg-Al合金在人体体液中的耐腐蚀性,采用粉末冶金法制备多孔Mg-Al合金,添加不同含量(0,0.2%,0.4%,0.6%)的Y_(2)O_(3)对Mg-Al合金进行改性。采用金相显微镜、XRD、SEM、万能试验机和电化学工作站探究了Y_(2)O_(3)含量对多孔Mg-Al合金的孔隙率和孔隙形貌、显微组织、抗压强度及其在Hank’s仿生溶液中耐蚀性的影响。结果表明:采用粉末冶金法制备的多孔Mg-Al合金的孔隙率为39%左右,粉末冶金法可较为准确地控制多孔Mg-Al合金的孔隙形貌和大小。多孔Mg-Al合金主要由Mg和第二相Al12Mg17组成,Y_(2)O_(3)的添加可使多孔Mg-Al合金晶粒得到细化、晶粒尺寸均匀化,第二相分布更加均匀,并提高多孔Mg-Al合金的抗压强度及其在Hank’s仿生溶液中的耐蚀性。当Y_(2)O_(3)含量为0.4%时,多孔Mg-Al合金的抗压强度为46.4 MPa,在Hank’s仿生溶液中的腐蚀速率为0.88744 mm/a。

反相微乳液法对Mg-Al LDHs材料结构及近红外光谱的性能研究

采用反相微乳液法制备出了具有介孔结构的Mg-Al LDHs粉体,采用XRD、SEM、BET、DSC/TG、傅立叶红外光谱仪、可见光-近红外分光光度计对样品的结构、成分、形貌、近红外光学性能进行了测试分析,系统研究了反相微乳液反应环境对Mg-Al LDHs粉体介孔结构、水负载量、近红外反射光谱的影响规律,进而探索了一种通过调控Mg-Al LDHs材料形貌结构以模拟天然植物近红外光谱特性的高光谱伪装颜料设计方法。当反相微乳液油-水体系中的水含量达到24%时,成功制备出了一种具有多孔结构的Mg-Al LDHs粉体,通过增大材料内部的孔隙率可以明显提高其在近红外波段的“水吸收峰”强度,并获得与天然植物高度相似的可见光-近红外光谱曲线,余弦相似度高达95.13%。多孔材料的内部孔隙一方面可有效提升材料对水分的负载能力,增强Mg-Al LDHs粉体在近红外波段的水吸收峰强度;另一方面,还能使入射光在材料内部发生多次折射,增大了材料对入射光吸收的几率,从而降低了光谱的整体反射率。在上述效应的综合作用下,最终实现了对天然绿色植物近红外反射光谱的精细化模拟。

变质细化在Mg-Al系合金中的应用及研究进展

介绍了Mg-Al系合金的特点。综述了C、Sr、Ti、RE元素对Mg-Al系合金变质细化的影响和作用机理。从AZ、AM、AS、AE合金体系出发,对比了不同变质处理下的差异,指出了变质剂使用的最佳用量、加入温度、保温时间,归纳了变质剂对合金晶粒尺寸、组织演变、力学性能的影响,为Mg-Al系合金变质细化提供参考,最后总结了几类合金中变质剂的作用特点,为制备高性能低成本的镁合金提供系统思路。

Zn-Mg-Al类水滑石催化制备生物柴油的研究

采用共沉法制备Zn-Mg-Al类水滑石并且利用XRD,IR等手段对催化剂进行表征,研究Zn-Mg-Al类水滑石及其焙烧产物对酯交换反应的催化活性。结果表明,样品具有水滑石结构,可用于多相催化酯交换合成生物柴油的反应,Zn-Mg-Al类水滑石及其焙烧产物的催化活性和选择性均较高。在温度为65℃,醇/油的物质的量比为9∶1,催化剂用量为反应物总质量的5%,反应时间为4 h的条件下,脂肪酸甲酯的得率达到89%。催化剂可重复利用5次,仍保持较高活性。

Mg-Al合金价电子结构及合金元素对力学性能影响的研究

着重于Mg-Al合金性能在价电子方面的研究.如何掌握、控制和改善Mg-Al合金的各种性能,在对Mg-Al合金相的电子结构与力学性能的关系以及在加入不同的合金元素导致合金化时的情形进行了讨论.借助余氏EET理论和程氏改进的TFD理论及合金成分设计价电子理论,通过C语言编程的计算机软件分别计算了纯Mg、纯Al、Mg-Al合金基体相及三元合金Mg-Al-Y的价电子结构,研究了不同的价电子结构参数如何影响力学性能,分析讨论了不同的合金元素对Mg-Al合金力学性能的影响.

Mg-Al水滑石“记忆效应”及其对Cr(Ⅵ)阴离子吸附性能研究

采用尿素法制备高结晶度Mg-Al水滑石(MAH),系统研究了Mg-Al水滑石"记忆效应"及其对Cr(Ⅵ)阴离子吸附性能的影响.通过XRD、FT-IR、SEM、DSC以及去卷积分析对MAH、重构"记忆"MAH(RMAH)以及MAH的金属氧化物(MAO)、RMAH的金属氧化物(RMAO)进行表征分析.结果表明,重构的"记忆"RMAH和前体MAH均具高结晶度水滑石层状晶体结构特征,两者晶体结构和层板电荷密度几乎无差异.MAO仍保留层状结构,而再次重构的RMAO中MgAl2O4尖晶石晶相增多,仍有层状结构残留.由于水滑石强结构"记忆效应",使Mg-A1 LDOs(MAO和RMAO)对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力大大强于Mg-A1 LDHs(MAH和RMAH).MAO对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力高于RMAO,可能由于RMAH焙烧形成的RMAO中MgAl2O4尖晶石含量增多及层状结构消减,导致其"记忆效应"重构能力衰减,从而使RMAO对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力下降.

Mg-Al-Zn-Si合金的显微组织细化

含有强化相Mg2Si的镁合金,是一种可望在汽车发动机和传动零部件应用的低成本耐热镁合金.汉字状的 Mg2Si颗粒相的细化是这种合金能够进一步应用到砂铸和金属型铸造的关键.本文重点研究了合金元素Sb对Mg2Si颗粒相及其基体组织的细化效果及其细化机制.结果表明:Sb的加入,通过合成异质晶核核心,促进了细小弥散分布的Mg2Si颗粒的形成;此外,Sb的加入,同时也进一步细化了基体组织;显微组织的改善导致了合金室温及其高温（150℃）下机械性能的提高.

用于菜籽油酯交换过程的Mg-Al复合氧化物催化剂

以共沉淀法制备了Mg -Al复合氧化物催化剂 ,XRD表征结果表明 ,沉淀所得催化剂前体晶相均一 ,为层状Mg6 Al2 (OH) 1 6 CO3·4H2 O水滑石结构。经 5 0 0℃煅烧后得到具有良好酯交换活性的Mg -Al复合氧化物催化剂 ,在常压、(65± 1)℃、4h、醇 /油摩尔比为 6、催化剂加入量 (催化剂质量 /油质量 )为 1 5 %的条件下 ,菜籽油 -甲醇酯交换反应甲酯收率达到 90 %。CO2 -TPD实验表明 ,制备的催化剂比MgO具有更强和更多的碱性位 ,其催化性能与所拥有的碱中心性质直接相关 。

Mg-Al-M合金中Al-M相(M=Sr,Nd)析出行为的热力学分析

以Al-M(M=Sr,Nd)二元相图、Miedema生成热模型和Toop模型为基础,建立了Mg-Al-M三元合金熔体中Al-M金属间化合物析出行为的热力学计算模型,并采用该模型对Mg-8Al-3．5Sr熔体中Al-Sr金属间化合物的析出温度进行了计算,结果与文献基本吻合．利用该模型对一定温度下Mg-9／6Al-M(M=Sr,Nd)熔体中优先析出Al-M金属间化合物所需M的最低含量进行了计算．根据计算结果,对Al-M金属间化合物在Mg-9／6Al-M合金熔体中的析出行为以及对合金力学性能可能的影响进行了分析和比较,提出了采用稀土Nd和碱土Sr复合添加来制备耐热镁合金的思路．

Mg-Al MMH对除虫脲水悬浮剂流变性的影响

研究了Mg-Al型混合金属氢氧化物(MMH)质量分数(w)、温度和无机电解质对除虫脲水悬浮剂流变性的影响,并采用Herschel-Buckley模型对流变曲线进行拟合.实验结果表明,稠度指数(KH)及屈服值(τH)均随w的增大而增大,w越大,体系假塑性越明显,且当w达到一定值后体系产生正触变性;温度升高,KH和τH增大,但不影响体系"剪切变稀"的假塑性特征和正触变性;不同浓度的电解质对体系KH和τH的影响程度不同,对于相同浓度的NaCl和CaCl2,CaCl2对体系的影响更为显著,但电解质的加入不改变体系"剪切变稀"的假塑性特征及正触变性.

Al-Ti-C中间合金对Mg-Al合金的晶粒细化作用

制备了一种用于Mg Al合金晶粒细化的Al Ti C中间合金。发现该Al Ti C中间合金可以有效地细化镁合金的晶粒 ,细化后的AZ6 1合金的抗腐蚀性能大大提高。分析认为 ,Al Ti C中间合金中起晶粒细化作用的是Al4 C3和TiC的复合相。

含稀土元素的Mg-Al合金在NaCl溶液中腐蚀产物膜的研究

利用多种表面分析手段比较研究了纯Mg和Mg - 8Al、Mg - 8Al-RE等镁铝合金在Mg(OH) 2 饱和的 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀产物膜的形貌及结构 .发现Al元素的加入使镁合金表面形成含Mg、Al的复杂氧化物 ,有利于提高镁合金耐腐蚀性 .稀土元素RE的加入有利于提高Al元素在氧化膜中的含量 ,形成具有三层结构的产物膜 ,进一步提高了Mg