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镁基复合材料的制备

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
镁基复合材料的制备
镁及镁合金虽具有密度低、比强度大、比刚度高和抗冲击性强等诸多优点。

但是也有一些固有缺点,如硬度、刚度、耐磨性、燃点较低、不是一种良好的结构材料,使其应用受到相当大的制约。

若向镁基体中添加陶瓷颗粒或碳纤维制成复合材料,则可以在很大程度上改善镁的力学性能,提高耐热和抗蠕变性能,降低热膨胀系数等。

可作为复合材料增强相的颗粒有:氧化物、碳化物、氮化物、陶瓷、石墨和碳纤维等。

制备镁基复合材料的工艺主要是:铸造法、粉末冶金法、喷射沉积法。

铸造法
铸造法是制备镁合金复合材料的基本工艺,可分为搅拌混合法、压力浸渗法、无压浸渗法和真空渗法等。

搅拌铸造法(Stiring Casting)
此法是利用高速旋转搅拌器浆叶搅动金属熔体,使其剧烈流动,形成以搅拌旋转轴为中心的漩涡,将增强颗粒加入漩涡中,依靠漩涡负压抽吸作用使颗粒进入熔体中,经过一段时间搅拌,颗粒便均匀分布于熔体内。

此法简便,成本低,可以制备含有Sic、Al2O3、SiO2、云母或石墨等增强相的镁基复化材料。

不过也有一些难以克服的缺点:在搅拌过程中会混入气体与夹杂物,增强相会偏析与固结,组织粗大,基体与增强相之间会发生有害的界面反应,增强相体积分数也受到一定限制,产品性能低,性价比无明显优势。

用此法生产镁基复合材料时应采取严密的安全措施。

液态浸渗法(Liquid infiltration process)
用此法制备镁基复合材料时,须先将增强材料与黏接剂混合制成预制坯,用惰性气体或机械设备作用压力媒体将镁熔体压入预制件间隙中,凝固后即成为复合材料,按具体工艺不同又可分为压力浸渗法、无压、浸渗法和真空浸渗。

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