镁—稀土中间合金对工业纯镁阻燃性及显微组织影响的研究

【摘要】：镁合金是目前工程应用中最轻的结构材料,所以在强烈呼吁节能减排的今天,一系列镁合金的开发和应用成为了材料工作者们的研究重点。镁合金有许多优点,诸如:轻质高强、良好的电磁屏蔽性、良好的尺寸稳定性和易回收等等。然而,由于镁的较强化学活性,镁合金构件应用时的温度范围受到了限制。比如,高温下镁合金构件的各方面性能均严重恶化:抗腐蚀性降低和易燃等等。所以,阻燃镁合金的开发越来越重要。 本课题为了寻找阻燃机理的本质,实验中采用工业纯镁(纯度为99.95%)和不同种类的镁-稀土中间合金(Mg-Ce、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Dy)为原料进行合金的熔炼。实验中以工业纯镁为基体,分两种方式向其中加入稀土中间合金:一种是加入一种中间合金,稀土质量百分比分别为0.5%、1%、5%、10%,另一种是向Mg0.5Y中加入不同种类的中间合金(Mg-Ce、Mg-Dy),加入的质量百分比依次为1%、3%、5%。然后对制备的合金进行一系列的测试和研究,包括:燃点测试、氧化膜的电镜分析(SEM、XRD和EDS)、金相观察以及硬度测量。 经研究发现,当工业纯镁中只加入一种中间合金时,燃点测试值随着稀土含量的增加均呈“V”形变化,其中稀土含量为1%时合金的燃点值最低,结合合金组织的判断,其中Mg0.5Y的综合性能最好。以Mg0.5Y为基体,向其中加入一种其他种类的中间合金(Mg-Ce、Mg-Dy),经研究发现,Mg0.5Y5Dy的综合性能比Mg0.5Y还要好。其氧化膜的EDS和XRD图谱显示出氧化膜是由MgO、Y2O3和Dy2O3组成,结构致密且氧化膜与基体结合良好。其显微组织明显细化,硬度值较高。 综上所述,多元微量的稀土元素不仅对于工业纯镁的阻燃有促进作用,而且还能改善组织提高性能,所以稀土类阻燃镁合金的开发前景广阔。