文档介绍：科技项目验收资料
目名: 武汉材料改性及制备成形研究基地
项目编号：201051099415-01, 201150699189-06
完成单位：江汉大学（盖章）
单位地址：武汉经济技术开发区三角湖路8号
联系人：李 尧
联系电话：**********
武汉市科技局
二OO八年制
二、工作报告
1、项目研究的背景
由于江汉大学是由多所高校合并而成，在成立的前几年中，将所有的精力都放 在教学上了和本科评估上了，使得基础研究工作比较薄弱。加之来自不同学校的教 师研究领域多，每个老师的科研方向比较分散。为了更好地增强学校的综合实力， 各级领导和大部分教师都认识到了基础研究工作、团队建设及基地建设的重要性。 经过近年来的艰苦奋斗和一些投入，材料科学与工程学科的基础研究工作从无到有, 再到现在的小有规模，成绩的取得来之不易。因此，在发展基础研究中，坚持贯彻 人才、项目、基地“三位一体”的科研指导方针，在以往优势和特色的基础上，创新 基础研究领域，并逐步形成特色和优势作为重要发展目标，形成创新团队，从而全 面提高我校的整体科研实力和水平，是目前应该特别重视的问题。基于先前的材料 学、材料加工工程和先进材料性能制备及性能研究三个方向，经过建设形成了四个 比较明显的研究方向。
（1） 金属电致塑性及合金化研究方向所依托的项目为：汽车用镁合金的研究与 开发利用。
（2） 金属表面渗入机制及应用研究方向所依托的项目为：大装炉量油管内壁离 子渗氮工艺分析与设备研制。
（3） 材料先进制造技术及装备研究方向所依托的项目为：调温器薄壁铜本体热 挤压成型工艺及装备的研究、环件冷辗扩精密成形中残余应力的预测与控制、水气 联合电火花加工关键技术的研究。
（4） 先进薄膜材料及其器件研究方向所依托的项目为：高k栅介质多晶CuxO 薄膜晶体管研究。
下面就每个项目的研究背景进行分述如下：
（1）汽车用镁合金的研究与开发利用
随着21世纪的到来，保护环境，实现可持续发展，已经成为世界各个国家关心 的问题。合理使用、节约和保护资源，提高资源的利用率，从传统的高消式向可持 续发展模式转变，也已经受到社会各界的普遍重视。镁及镁合金作金属材料中的一 个非常重要的金属材料，其开发、利用的水平高低对材料学身的发展及对社会的发 展都有一定的意义。
近年来，随着汽车轻量化的需求，环保要求的不断提高以及能源日趋紧张激发 了镁工业的迅速发展，镁合金的研究也逐渐升温。人们也逐渐认识到应该重视镁在 汽车、交通等民用领域的应用研究，必须改变过去那种强调以航空、航天工业作为 镁工业持续发展动力源泉的思路。随着新型镁合金的出现、热处理和加工工艺水平 的提高，使镁合金的优点逐渐得以实用，成为钢材、铜材，甚至铝材、工程塑料的 替代材料。汽车行业对镁及其合金用量的提高是最大的拉动者，成为镁巨大应用的 潜力市场。汽车的轻量化不论是节省能源，还是控制、减缓地球温室效应都是最有 效和最直接的方法之一。
目前所使用的AZ91镁合金强度低于220MPa,%,这种力学性 尚不能满足汽车等机械产品结构零件的性能要求，特别是难以同时获得高抗拉度和 高延伸率。有相关文献表明：中国科技成果数据库中的“摩托车镁合金压件生产技术 开发”-%； 真空压铸后AZ50镁合金最大强度为225MPa，平均最大伸率8%左右；单独或复 合加入Nd和Ce的AZ91镁合金的抗拉强度和伸长率分别到240MPa和11%；AZ91D 镁合金压铸后试样，300°C保温40h热处理，抗拉强和延伸率分别为197MPa和 %；添加稀土 Y的AZ91D镁合金，经420°C固溶20h+250°C时效25h 处理的 消失模铸造AZY10镁合金的抗拉强度、延伸率、、%、 ；加入富铀稀土，AZ31试验用合金铸态试样的抗拉强度和延伸率分别为 %,在挤压后，其挤压态试样的抗拉强度可达280MPa；添加Ce的 Mg-Al-Ce镁合金（AZ31或AM30）,经挤出后，其抗拉强度可达230MPa；添加 稀土 Y的镁合金，铸后试样经520°C固溶20h水冷后，抗拉强度和延伸率分别为 %；添加Ce、La、Nd、Pr混合稀土的Mg-RE-Zn-Al镁合金， 压铸 后试样常温下抗拉强度接近200MPa,延伸率2%, 150°C抗拉强度接近180MPa, 延伸率27%；添加稀土 Ga的镁铝镣合金，铸后试样经415°C固溶2h+168°C时效 16h后，%。
我国有丰富的稀土和镁资源，是稀土和镁资源储