基于文献计量学的镁及镁合金材料领域研究进展

镁合金作为最有潜力的轻量化节能材料和储能材料,其研究发展对中国双碳战略意义重大。本文基于文献计量学系统分析了2019~2023年发表的镁及镁合金相关论文(Web of Science核心合集数据库),分析探讨了镁及镁合金领域热点研究方向。分析表明,在结构镁合金方面,微观组织、力学性能和腐蚀与防护仍是主要研究热点。生物镁材料、镁离子电池和镁基储氢材料正在受到广泛关注。基于目前镁基节能材料和储能材料发展现状,对未来研究重点进行展望。

高模量镁基材料实验和集成计算研究进展

镁合金由于低密度、高比强度、高阻尼以及良好的导热性等突出优点,广泛应用于航空航天领域,但其低弹性模量限制了其在大型薄壁构件中的可靠应用。本文针对如何提高镁基材料模量性能的问题,简介影响合金模量的主要因素,比较相关计算模型如等应力应变模型、混合定律、Halpin-Tsai模型以及两相复合材料模型的优缺点和适用范围,概括镁基材料模量性能研究的现状与进展,梳理镁基材料模量提升的两大途径以及性能提升机理。基于集成计算材料工程,提出了原子-晶格尺度类高模量铝合金开发和机器学习辅助优化实验设计的高强度高模量镁基材料集成开发策略。

镁及镁基中间合金的熔盐电解制备技术全球专利态势与我国布局方向对策研究

本文从熔盐电解法制备金属镁及镁基中间合金相关专利在国内外申请的时间态势、国家(地区)分布、主要申请人分布、技术构成以及区域分布等进行分析。通过本研究发现,2005年之前,美国、日本、加拿大等国家申请人在该领域专利较多;2005年之后,中国申请人在该领域专利申请数量上占绝对优势,但是能够申请国际专利的技术较少,在专利质量上和核心技术上与国外申请人有着一定的差距,国内申请人还存在较大的提升空间。目前中国申请人主要集中在科研院所和高校,技术向产业化转移的程度还比较低,在该领域应加强与企业的交流合作,以促进专利成果的转化。

镁铝基耐热铸造镁合金的进展

总结了镁合金的蠕变特点和提高镁合金高温蠕变性能的措施 ,分析了现有Mg Al基镁合金耐热性差的原因 ,综述了当前AZ、AS、AE、Mg Al

SiCW/AZ91镁基复合材料及AZ91镁合金的高温变形行为

利用Gleeble1500对SiCW/AZ91复合材料和AZ91镁合金在温度为423～723K、应变速率为0.002～0.25s1、最大应变量为60%的条件下进行高温压缩变形行为的研究。测试了其真应力应变曲线,观察了变形后的显微组织。结果表明:晶须的转动和折断导致复合材料的应变软化现象较合金明显;复合材料和合金的应变速率敏感指数(m)和表观激活能(Q)均随温度的升高而增大;晶须的加入细化了晶粒,使复合材料的m值比合金高;同时晶须的加入也限制了位错交滑移和晶界的迁移,因此复合材料的Q值比合金高;压缩变形过程中,合金和复合材料发生了动态回复和动态再结晶。

镁基储氢合金改性的研究进展

介绍了镁基合金的合成方法及主要的镁基合金的性能改善方法 。

机械合金化直接合成镁基复合储氢材料研究

通过在3.0MPa氢气气氛下球磨Mg-30%LaNi2(质量分数)的混合粉末,制得镁基复合储氢材料。X射线衍射分析表明,球磨80h后的物相组成为MgH2,Mg2NiH4和LaH3,表明球磨过程中发生固态反应;SEM及EDS分析表明,复合体系中成分分布均匀;该复合储氢材料具有较高的活性和储氢量,在3.0MPa氢气压力和473K^553K之间的条件下,可以在1min之内完成饱和吸氢量的80%以上;在553K时储氢量达到5.419%(质量分数)。

新型镁基储氢合金的合成及电化学性能的研究

用扩散法成功地合成了Ｍｇ１．５Ａｌ０．５－ｘＮｉＶｘ(ｘ＝０,０．１,０．２,０．３,０．４)系列合金．ＸＲＤ结构分析表明,合金中出现一个新的物相,其化学式为Ｍｇ３ＡｌＮｉ２,属立方晶系,Ｆｄ３ｍ空间群,新相具有很好的电化学性能．钒的添加使合金的容量进一步提高．未经任何预处理的Ｍｇ１．５Ａｌ０．３Ｖ０．２Ｎｉ合金的最大放电容量达到３３３ｍＡ·ｈ·ｇ－１(５０ ｍＡ·ｇ－１,－０．５Ｖ ｖｓ．Ｈｇ/ＨｇＯ)．Ａｌ对六方晶系Ｍｇ２Ｎｉ合金结构中Ｍｇ的部分取代对于延长合金的循环寿命有重要作用．

球磨表面包覆对镁基贮氢合金电化学性能的影响

表面包覆是一种表面改性方法 ,对于提高贮氢合金表面活性 ,防止氧化和抑制容量衰退都有较积极的作用。探索了以球磨方法对二元非晶合金Mg5 0Ni5 0和三元非晶合金Mg( 5 0 -x)TixNi5 0 (x =5 ,10 ,15 )进行表面包覆的工艺及其对合金电极充放电循环稳定性的影响。结果表明 :Y ,Al,Ni等包覆元素皆可在一定程度上延缓非晶合金Mg5 0Ni5 0较快的循环容量衰退 ,而且Ni对Mg( 5 0 -x)TixNi5 0 (x =5 ,10 ,15 )

镁合金表面热喷涂铝基涂层研究进展

介绍了镁合金表面热喷涂技术的特点及国内外采用热喷涂技术为镁合金表面提供Al涂层防护的研究现状,指出了镁合金表面热喷涂技术获得Al涂层在防护中存在的不足,从喷涂工艺和喷涂材料的角度分析了镁合金表面热喷涂Al涂层技术的发展趋势,并提出了今后镁合金表面热喷涂Al涂层防护工作需要解决的两个主要问题:降低热喷涂Al涂层的孔隙率和从材料本身提高Al涂层的耐磨防腐性能。

机械合金化法制备镁基储氢合金的研究进展

机械合金化法是制备镁基储氢合金的较佳工艺。对近年来机械合金化法制备镁基储氢合金的研究开发,特别是在多元合金化、复合储氢合金等方面的发展进行了系统阐述。总结认为,机械合金化法可以显著改善镁基储氢合金的动力学性能和电化学性能,提高储氢量。未来镁基储氢合金应向复合材料、新方法与机械合金化法相结合、材料的计算机设计等方面发展。

镁基复合贮氢合金的合成及其电化学性能

采用机械合金化法合成了NiB粉末,并将其与MgNi非晶态合金进行机械复合,研究了复合对MgNi贮氢合金电极结构及电化学性能的影响。XRD结构分析表明MgNi-NiB通过机械复合后形成了均一的非晶相。电化学性能测试表明:NiB的复合虽然使得MgNi合金电极的初始放电容量有所降低,但是大幅度地提高了电极的循环稳定性。

镁合金及镁基复合材料的高温蠕变研究进展

综述了目前镁合金及镁基复合材料的高温蠕变研究现状,介绍了镁合金的高温蠕变机理及性能提高方法,同时阐述了镁基复合材料的制备工艺及蠕变参数之间的关系、蠕变断裂机制、界面反应规律等方面的研究进展,并展望了镁基复合材料的应用前景与研究方向。

稀土镁基贮氢电极合金的结构与电化学性能研究

Rietveld全谱拟合表明,La_(0.7)Mg_(0.3)(Ni_(0.85)Co_(O.15)(x=2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0)型合金主相由(La,Mg)Ni_3和LaNi_5组成,随x的增加,(La,Mg)Ni_3相的丰度从48.4％(x=2.5)增加到78.2％(x=3.5)然后减小到12.2％(x=5.0);LaNi_5相的丰度当x=2.5—3.5时,保持基本不变(约20％),当x值增加到4.0时突然增加到71.9％,随着x增加,合金的吸氢量首先增加然后减小,合金放氢平台压力首先保持基本不变然后增加;合金电极的最大放电容量从228.3 mA·h/g(x=2.5)增加到395.6mA·h/g(x=3.5),然后又减小到226.8 mA·h/g(x=5.0),当放电电流密度I_d=1000 mA/g时,合金电极的高倍率性能从x=2.5时的53.5％提高到x=3.5时的85.8％然后又减小到x=4.5时的73.9％,随着x值的增加,合金电极的电化学反应动力学性能首先增加,达到一个最大值后,其动力学性能又有所下降。

钛合金颗粒增强镁基复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了20%Ti-6Al-4V颗粒增强MB15镁基复合材料的试样。按照阿基米得法检测了不同状态试样的密度,借助光镜和扫描电镜探索了挤压棒变形和组织的特点,并结合室温拉伸试验研究了热挤压变形对试样组织及力学性能的影响规律。结果表明:烧结态的密度较低,而热挤后的密度已接近理论值;挤压棒的变形和组织都不均匀;二次挤压可以进一步细化晶粒、提高复合材料的力学性能;Ti-6Al-4V颗粒可以用来强化镁合金,且其增强效果明显好于SiC陶瓷颗粒。

稀土镁基AB_3型贮氢电极合金的研究进展

综述了稀土镁基 AB_3型贮氢电极合金的研究进展。分别从合金结构、热力学、成分及制备方法等方面进行总结,认识到循环稳定性差是 AB_3型贮氢电极合金目前存在的最主要问题,并就如何改善合金循环稳定性的问题进行了讨论。稀土镁基 AB_3型贮氢合金的贮氢量高于传统的稀土基 AB_5型贮氢合金,有望成为新一代的贮氧电极合金材料。

镁基大块非晶合金的研究进展

综述了镁基大块非晶合金的研究现状,重点介绍了微量元素、纳米颗粒对Mg-Cu-Y大块非晶的影响,并对现有非晶形成能力的判据进行了分析。对镁基非晶合金及其非晶复合材料的进一步研究提出了建议。

镁基储氢合金制备新方法——氢化燃烧合成法

相对于高温熔炼法、置换扩散法、固相扩散法和机械合金化法而言,氢化燃烧合成法是制备镁基储氢合金的新方法,近年来受到了国内外的足够关注。本文简要介绍了氢化燃烧合成法的方法、机理以及研究进展。

机械合金化法制备镁基储氢材料进展

介绍了近年来机械合金化法在镁基储氢材料制备上的研究进展 ,讨论了机械合金化制备非晶、纳米晶镁基储氢材料的机制 ;从合金替代和多元复合的角度对镁基储氢材料的性能进行了论述 :机械合金化法可制备出纳米晶、非晶态的镁基储氢材料 ,无序区和晶界浓度的增加使得氢原子的吸附和扩散更为容易 ,制备出的材料具有较高的活性和较快的吸放氢速度 ,低温吸放氢性能的改善尤其显著 ;

镁基储氢合金制备方法的研究进展

报道了镁基储氢合金制备方法的研究进展。对熔炼法、粉末烧结法、扩散法、机械合金化法和氢化燃烧合成法等几种主要方法制备镁基储氢合金的基本原理和方法进行了综述。总结了这些合金制备技术制取的合金的充放氢性能和电化学性能,并讨论了不同制备方法对合金性能的影响。指出了今后镁基储氢合金制备方法的研究重点。