热加工工艺对稀土镁合金电磁屏蔽性能的影响

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1、图书分类号TG146.2+2密级非密注1UDC硕士学位论文热加工工艺对稀土镁合金电磁屏蔽性能的影响杨乐（作者姓名）指导教师张星教授申请学位级别工学硕士专业名称材料科学与工程论文提交日期2018年4月10日论文答辩日期2018年5月28日学位授予日期________年______月______日论文评阅人张敏刚教授张宝红教授答辩委员会主席梁伟教授2018年5月30日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类中北大学学位论文摘要镁合金是目前工业应用中最轻的结构金属，具有质量轻、强度高等优点，同时镁合金还具有非常

2、好的电磁屏蔽性能，比常规的金属屏蔽材料密度小，与高分子屏蔽材料相比，不用作导电处理就能获得很好的屏蔽效果，是一种很有潜力的电磁屏蔽材料。Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金中由于添加了Gd、Y两种稀土元素，耐热性和高温力学性能得到了有效的加强，使用前通常需要进行热加工。为了解热加工过程对合金屏蔽效能的影响，本文进行了热变形和热处理实验，同时结合OM、SEM、XRD、室温拉伸、室温电导率和屏蔽效能测试等方法，分析了热加工过程中变形温度、T5和T6两种热处理方法对合金屏蔽性能的影响规律和机理，主要结

3、论如下：（1）铸态稀土镁合金的电磁屏蔽效能可以达到80.3～111.5dB（30～1500MHz），优于纯镁以及AZ31、ZM61和ZK60等常见镁合金。变形温度所引起的合金屏蔽性能的差异在中高频（600～1500MHz）时更为明显，变形温度为380℃～420℃时，稀土镁合金的屏蔽效能较于铸态合金下降，这是因为变形过程降低了合金的电导率，导致合金的反射和吸收损耗降低；变形温度为460℃～500℃时，合金的屏蔽效能增加，这是由于在较高的温度下变形时，动态再结晶增加了合金内部的晶界面积，导致电磁波在合金内传播

4、的路径增加，消耗增大。比较不同变形温度下成形合金的力学性能和屏蔽性能，得出460℃是可以同时提高其强度和电磁屏蔽性能的最佳变形温度。（2）直接时效处理（T5）可以加强稀土镁合金的屏蔽性能。主要归因于大量的时效析出相降低了镁基体内的溶质浓度，使合金的电导率升高，增强了合金对电磁波的消耗作用；析出相也会增加合金内部的相界面积，使电磁波的反射几率增大，消耗增大。需要引起注意的是，时效时间过长会引起晶粒和第二相的粗化，会削弱时效过程中电磁屏蔽性能的强化效果。（3）固溶时效（T6）过程中稀土镁合金的电磁屏蔽性能分为

5、两个变化阶段：其中在固溶阶段，晶粒长大引起多重反射和吸收损耗的减少，溶质浓度提高导致电导率下降，反射损耗减少，合金的屏蔽效能降低；在时效阶段，第二相的析出提高了合金的电导率，中北大学学位论文且第二相颗粒可以增加相界面积，使合金的电磁屏蔽性能加强。（4）综合比较直接时效和固溶时效对稀土镁合金屏蔽性能影响，发现经过直接时效处理的合金的综合性能要优于固溶时效态合金，其中，力学性能最高的热处理方法为直接时效（225℃×24h），电磁屏蔽性能最好的热处理方法为直接时效（225℃×72h）。关键词：Mg-13Gd-4

6、Y-2Zn-0.5Zr镁合金，变形温度，直接时效，固溶时效，屏蔽效能中北大学学位论文InfluenceofhotworkingtechnologyonelectromagneticshieldingperformanceofrareearthmagnesiumalloyAbstractMagnesiumalloyisthelighteststructuralmetalinindustrialapplicationatpresent.Ithastheadvantagesoflightqualityandhi

7、ghstrength.Atthesametime,magnesiumalloyhasverygoodelectromagneticshieldingperformance.Ithaslowerdensitythantraditionalmetalshieldingmaterials.Comparedwithpolymershieldingmaterials,itcangetgoodshieldingeffectwithoutconductingconductivetreatment.Itisakindof

8、potentialelectromagneticshieldingmaterial.DuetotheadditionoftwokindsofrareearthelementsGdandY,heatresistanceandhightemperaturemechanicalpropertiesofMg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zrmagnesiumalloyhasbeeneffectivelyenhanced.Hotwor