含空心陶瓷微球复合泡沫镁耐热性能的研究

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1、分类号：TG146密级：UDC：620编号：201421803022河北工业大学硕士学位论文含空心陶瓷微球复合泡沫镁耐热性能的研究论文作者：邱传荣学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料加工工程指导教师：赵维民职称：教授夏兴川职称：副研究员资助基金项目：国家自然科学基金项目(No.51501053)河北省科技计划项目(No.15211026)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsProcessingEngineeringHEAT-RESISTANCEBEHA

2、VIOROFMAGNESIUMBASEDCOMPOSITEFOAMSWITHHOLLOWCERAMICMICROSPHERESbyQiuChuanrongSupervisor:Prof.ZhaoWeiminAssociateProf.XiaXingchuanMarch2017ThisworksupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.51501053)andScienceandTechnologyProjectofHebeiProvince(No.15211026)摘要复合泡沫镁具有密度小、比强度高、吸能减振和吸音隔

3、音性能好等特点，是一种优良的结构和功能材料，在汽车、航空航天等领域具有广阔的应用前景。为了研究复合泡沫镁加热后再次使用的可行性，本文制备了含空心陶瓷微球（10vol.%）的AZ31B复合泡沫镁，选取了不同的加热温度（150℃，250℃，320℃，400℃，500℃）和保温时间（1h，2h，4h，6h，24h）对复合泡沫镁试样进行处理。利用XRD、OM、SEM、显微硬度和准静态压缩实验等方法，研究了复合泡沫镁在加热前后微观组织和力学性能的变化。实验结果表明：当复合泡沫镁在150℃保温1h～4h时，硬度和屈服强度连续下降并在保温4h时降至最低值，然而在保温6h和24h后，硬度和屈服强

4、度逐渐上升；当试样在250℃保温1h～2h时，硬度和屈服强度连续下降并在保温2h时降至最低值，而保温4h后硬度逐渐上升并在24h时达到最大值。当加热温度为320℃、400℃和500℃时，保温1h硬度和屈服强度就降至最低值，1h后硬度和屈服强度逐渐上升。当保温时间为1h时，加热温度为150℃的复合泡沫镁硬度和屈服强度值稍有下降，随着温度的升高（250℃，320℃），硬度和屈服强度下降幅度增大，在320℃时硬度和屈服强度值降至最低；温度高于320℃时，随着温度的升高（400℃，500℃），下降幅度逐渐减小。随着保温时间的延长，各个温度间的硬度及屈服强度的差值逐渐减小，在24h时最小。

5、随着保温时间的增加，应变硬化指数先增大后减小，而平台应力和吸能能力则呈现出先减小后增大再减小的趋势。与未加热的试样相比，加热后的试样的屈服强度、显微硬度和吸能能力降低。产生上述现象的原因是：在复合泡沫镁中，除β-Mg17Al12相外，其余相在加热后未发生明显变化。随着加热温度的升高和保温时间的延长，β相从晶界逐渐向晶内溶解，对基体产生强化作用；同时，试样内应力在加热温度和保温时间的作用下逐渐释放，使试样强度和硬度减小。β-Mg17Al12相的溶解和内应力释放的共同作用，导致了复合泡沫镁力学性能的变化。关键词：复合泡沫镁耐热性加热温度保温时间压缩性能IABSTRACTAsoneki

6、ndofstructuralandfunctionalmaterial,thecompositefoamswithmagnesiummatrixhavepromisingprospectsinautomobileandaerospaceindustriesduetoitslowdensity,highspecificstrengthandstiffness,excellentenergyabsorptioncapacityandelectromagneticshieldingabilities,etc.Inordertoaccessthepossibilitythatwhethe

7、rtheheatedMgcompositefoamscanbereusedinthepracticalapplication,AZ31Bcompositefoamswith10vol.%ceramicmicrospheresarefabricatedbyusingthemodifiedmeltfoamingmethod.Theheatresistancepropertiesofthecompositefoamsareinvestigatedbyusingthesamplessub