优良的储氢性能 储氢材料可以在晶体的空隙中大量储存氢原子，并且可逆 。拥有无比的优越性。 镁基复合材料具有储氢量大、质量轻、价格低以及资源丰 富等优点。 镁基储氢合金在一个大气压下的放氢温度为250°C左右， 可以利用汽车排放的废气(280°C左右)来加热使之放氢，因 而比较适合用于燃氢汽车。 优良的阻尼性能 所有的金属结构材料中，镁的阻尼性能最好。因此，采用 高阻尼镁合金为基体，选择合适的增强体，通过合理的设 计，获得高阻尼、高强度和低密度的减振材料。
用作燃氢汽车的储氢材料
谢
谢
无压浸渗 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。 特点：设备简单、成本低，但预制件的制备费用较高，不利于大规模 生产。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 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 件中。由负压浸渗制备的SiC/Mg颗粒在基体中分布均匀。
三、 制 备 工 艺
粉末冶金法(Powder Metallurgy)
简称PM法，将基体粉末与增强颗粒按设计要求的比例进行机械混合压 坯、烧结或直接用混合料进行热压、热轧、热挤成型来制备镁基复合 材料的方法，是较早用来制备镁基复合材料的工艺。 粉末冶金法的特点 ：

可控制增颗粒的体积分数 ，
一、研 究 背 景
镁基复合材料受到航空航天、汽
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车、机械以及电子等领域的重视
属和铝基复合材料的应用潜力更
万吨
，在新兴高新技术领域比传统金
大。自20世纪80年代末，已经成
为金属基复合材料领域的研究热 点之一。
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年度
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喷射沉积法(Spray Forming)
此工艺首先用高压的惰性气体流将液态镁合金雾化 ，形成熔融状态的 镁合金喷射流，同时将增强颗粒喷入镁合金喷射流中，使颗粒和基体 的混合体沉积到衬底上 ，凝固后得到镁基复合材料 。 特点：增强颗粒在基体中分布均匀、凝固快 、界面反应较少。
四、应 用 与 展 望
硼化物
TiB2颗粒
新型的工业陶瓷原料。硬度大，耐磨损，耐酸碱，导电性与稳定性好。
TiB颗粒
高硬度、高熔点、良好的导电性、抗熔融腐蚀性等。但是，遗憾的是 对于TiB颗粒增强镁基复合材料的研究报道很少。
氧化物颗粒
氧化物弥散强化机制日益受到研究者的重视。过去研究者只限于制备 小体积分数的MgO增强镁基复合材料，现在已有研究者制备出大体积 分数MgO增强镁基复台17）
耐热
Mg-Re-Zr合金
储氢
Mg-Ni合金
常用颗粒增强体
碳化物
SiC颗粒 硬度高，耐磨性能好、抗热冲击、抗氧化。镁没有稳定的碳化物，SiC在镁中热力学上 是稳定的，因此，SiC常用作镁基复合材料的增强相，并且来源广泛价格便宜，具有工 业化生产前景。 B4C颗粒 菱面体站构，高熔点、高硬度、硬度仅次于金刚石与立方氮化硼，是密度最低的陶瓷材 料，热膨胀系数相当低，价格也较便宜。 TiC颗粒 面心立方晶格，高熔点、高硬度及高温稳定性。TiC与镁的润湿性好于与铝的润湿性。 且不和镁发生界面反应。因此，TiC是作为镁的增强相的较佳选择。
铸造法(Casting Route)
搅拌铸造法
根据铸造时金属形态不同可分为1、全液态搅拌铸造2、半固态搅拌铸造3 、搅熔铸造。
挤压铸造法
通过压机讲液态金属强行压入增强材料的预制件中以制备复合材料的
一种方法。其过程是先将增强材料制成一定形状的预制件，经干燥预
热后放入模具中，浇入熔融金属，用压头加压，液态金属在压力下浸 渗入预制件中，并在压力下凝固制成接近最终形状和尺寸的零件。
展望
颗粒增强镁基复合材料热力学及动力学的计算机模拟技术 将成为研究热点之一； 控制陶瓷颗粒增强相与镁合金基体的界面行为以获得界面 结合良好的镁基复合材料 ； 开发镁基复合材料再生与回用技术； 在汽车工业中，镁压铸件的加工、循环再生和铸造方面较 铝有很大的技术优势，而且用镁可以代替汽车上的特种塑 料，在汽车工业具有潜在的应用前景和广阔的市场。
2.2 性能
颗粒增强复合材料强化机制
基体与增强体 热膨胀系数不同 产生热残余应力 释放时基体中产生 高密度位错
增强体的加入
对基体变形的约束 约束基体形变
对基体位错 运动的阻碍 产生强化 基体向增强体 的载荷传递 晶粒细化强化
Tips：由于协同效 应，当几个因素同 时在材料中起作用 时，材料的某些特 性可能发生急剧变 化。所以不能认为 是单纯的叠加。
优良的耐磨性
B4C和SiC颗粒增强镁基复合材料的耐磨性能
B4C和SiC颗粒增 强镁基复合材料 比基体合金耐磨 性能有较大提高
图1 磨损量随磨损时间变化曲线
优良的耐磨性
图2 AZ91D 复合材料磨损变化曲线
纳米SiC的加入能够改善AZ91D镁合金的高温耐磨性能， 在室温到300度的温度范围内，随着温度的提高，基体和复 合材料的磨损量都是先减小然后急剧增加。
增强体在基体中分布均匀；
制备温度较低，一般不会发生过量的界面反应。 缺点：较复杂，成本较高，不易制备形状复杂的零件。
熔体浸染法 （Melt Infiltration Process)
压力浸渗 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中，制成复合材料采用高压浸渗。 特点：克服增强颗粒与基体的不润湿情况，弥补气孔、疏松等缺陷。
镁 基 复 合 材 料
陈 锦 13721556
目 录 研究背景
组织结构与性能
制备工艺 应用与展望
镁的性能
重量轻：镁合金是最轻的工程结构材料。镁的密度1.74，约 为钢的1/4，铝的2/3，为工程塑料的1.5倍。 比强度、比刚度高：镁合金的比强度明显高于铝合金和钢， 比刚度与铝合金和钢相当，而远远高于工程塑料，为一般塑 料的10倍。 减振性好：相同载荷下，是铝的100倍，钛合金的300～500倍 。电磁屏蔽性佳。 散热性好：金属的热传导性是塑料的数百倍，其热传导性略 低于铝合金及铜合金，远高于钛合金，常用合金中比热最高 。 耐蚀性好：为碳钢的8倍，铝合金的4倍，为塑料材料的10倍 以上。 质感佳：外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感。 可回收性好：花费相当于新料价格的4%，可回收利用镁合金 制品及废料。
二 、组织结构与性能
2.1 组织结构
SiC颗粒或晶须 碳（石墨）纤维
Al203颗粒或纤 增强相
组织细小， 均匀
铸镁 基体
B4C颗粒
TiC颗粒 Al18B4O33 颗粒或晶须
镁化合物
镁合金
润湿性、相 容性、载荷 承受能力好。 避免有害界 面反应。分 布均匀
常用的基体镁合金
标准
Mg-Al合金（AZ31、AZ61、AZ91）