文档介绍：颗粒增强镁基复合材料
课程名称：金属基复合材料
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镁基复合材料的研究发展现状与展望
颗粒增强镁基复合材料
摘要：镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能，是汽 车制造、航空航天等领域的理想材料z—。木文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况, 镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能, 并对它的发展趋势进行了展望。
关键词：镁基复合材料；制备方法；基体镁合金；颗粒增强体；性能
1 •前言
与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、 耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基 复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等，其屮颗粒增强金属基 复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以 采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，己经成为金属基复合材料领域最 重要的研究方向，正在向工业规模化牛产和应用发展。颗粒增强金属基复合材 料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其屮铝基复合材料发展最快；由于镁的密 度更低( g/cm3),仅为铝的2/3,具有更高的比强度、比刚度，而且具有 良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有 竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的 比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空、航 天、汽车、机械及电 ，镁基复合材料已成为金属 基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续 (短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制 备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点，是H前最有 可能实现低成本、规模化商业牛产的镁基复合材料。
2・1粉末冶金法
粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具屮冷 压，然后在真空屮将合体加热至合金两相区进行热压，最后加工成型得复合材 料的方法。粉末冶金的特点:可控制增颗粒的体积分数，增强体在基休屮分 布均匀；制备温度较低，一-般不会发牛过量的界面反应。该法工艺设备较复杂, 成本较高，不易制备形状复杂的零件。
包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件, 加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件屮，制成复合材料采用高压 浸渗，可克服增强颗粒与基体的不润湿情况，气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到 很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下，不施加任何压力对 增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低，但预制件的制备费用较 高，因此不利于大规模牛产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。 负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件屮。由 负压浸渗制备的SiC / Mg颗粒在基体屮分布均匀。
在保护气氛下，将增强颗粒加入熔融的镁合金基体屮，再进行机械搅拌，最 后浇铸成型。此方法设备以及工序简单，成本也较低，但在搅拌的过程屮容易产 牛气孔，另外由于增强颗粒与基体的密度不同易发牛颗粒沉积和团聚的现象：铸 锭