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

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1、河北工业大学硕士学位论文镁-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-

2、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

3、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。关键词：工业纯镁镁-稀土中间合金阻燃性显微组织i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STUDYONTHEEFFECTOFMG-REINTERALLOYONTHEFLAMMABILITY

4、ANDMICROSTRUCTUREOFINDUSTRIALPUREMAGNESIUMABSTRACTMagnesiumalloyisthelighteststructuralmaterialusedinengineeringnow,sotheexploitationandapplicationofaseriesofmagnesiumalloyhavebecometheresearchprioritybyexpertsofmaterialsinthesedaysappealingsavingenergyandreducingemissionsintensively.Magnesiumall

5、oyhasmanyadvantagesoflightweight,specificstrength,excellentdampingelectromagneticshielding,favorabledimensionalstabilityandeasyrecycle,etc.Whereas,duetothestrongerchemicalactivityofmagnesiumelement,thetemperaturerangeofapplicationofmagnesiumalloycomponenthasbeenlimited.Forexample,everycapbilityof

6、magnesiumalloycomponentwilldeterioratebadlyinhightemperaturesuchaslowcorrosionresistance,combustioneasily,etc.Thenexploitationofignitionproofmagnesiumalloyhasbecomemoreandmoreimportant.IndustrialmagnesiumanddifferentkindsofMg-REinteralloy(Mg-Ce,Mg-Y,Mg-Nd,Mg-Dy)areadoptedinthisexperimentinorderto

7、findtheessenceofflame-retardantmechanism.Therearetwomethodsusedinaddinginteralloyintoindustrialmagnesium,oneisthatonlyoneinteralloyisaddedintoindustrialpuremagnesium,theamountofrareearthaddedinis0.5%,1%,5%and10%respect