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鎂基納米復(fù)合材料的研究

鎂是最輕的金屬，其比鋁輕33%、比鈦輕61%、比不銹鋼輕77%，且可以作為這些金屬的替代材料。鎂具有優(yōu)良的鑄造性能、高阻尼、電磁屏蔽性好，容易加工生產(chǎn)，且生產(chǎn)鎂所需的能量低于鋁。鎂合金的密度低，與鋁合金相比具有較高的強(qiáng)度和伸長率。

鎂及鎂合金采用納米強(qiáng)化，能夠提高該材料產(chǎn)品的力學(xué)性能，但不影響其與微觀粒子尺寸大小相關(guān)的延展性，這使得該輕質(zhì)材料在汽車輕量化應(yīng)用方面具有優(yōu)勢。提出一種包含合成金屬陶瓷的鎂基納米復(fù)合材料，其使用了液體熔融沉積技術(shù)和固體粉末冶金與微波燒結(jié)技術(shù)。討論了這些納米復(fù)合材料的性質(zhì)，包括微觀結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、硬度、拉伸與壓縮性能、耐高溫性能、抗腐蝕性、疲勞及磨損。

隨著陶瓷和金屬納米粒子的應(yīng)用范圍的增大，與傳統(tǒng)的鎂復(fù)合材料相比，新的鎂基納米復(fù)合材料在材料的各項性能方面有了提高。鎂基納米復(fù)合材料的制造可以采用傳統(tǒng)的一次處理（固體或液體）和二次（熱擠壓）處理方法，但需要一些基礎(chǔ)設(shè)施，例如超聲波探頭。鎂的納米顆粒能夠同時顯著提高材料的強(qiáng)度和延展性。鎂合金AZ31加入納米粒子，能夠改善其氧化性能、抗腐蝕性能及疲勞強(qiáng)度。

為擴(kuò)大鎂基納米復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，需要進(jìn)一步改進(jìn)處理技術(shù)，以提高納米粒子的分布，防止結(jié)塊或集群。鎂基納米復(fù)合材料能夠顯著改進(jìn)材料的強(qiáng)度與延展性，具有金屬強(qiáng)化可提高強(qiáng)度和陶瓷強(qiáng)化可提高延展性的優(yōu)勢。

刊名：Materials Characterization（英）

刊期：2015年第105期

作者：M. Gupta

編譯：王亮