液态反应合成粒子增强Mg-Li基复合材料的研究

【摘要】 针对高化学活性超轻Mg-Li合金的特点与存在的问题,提出了以高稳定性且综合性能好的MgO和Mg₂Si粒子为增强相,并采用液态反应合成技术制备Mg-Li基复合材料的设想。确定了最佳反应添加物种类、尺寸及加入方法,形成了相应的制备工艺和装备。以光学显微镜、SEM、TEM及X射线衍射对复合材料的相组成、形态及界面结构进行了全面分析,证明反应生成的粒子尺寸细小（0.5～5μm）、分布均匀;粒子与基体界面清晰,无过渡层和其它附加物,界面结合良好。系统地研完了该复合材料增强相反应热力学和微观动力学机制,建立了SiO₂与Mg-Li合金熔体反应的动力学模型,认为MgO在SiO₂与熔体界面处反应生成,而Mg₂Si形成于熔体中较高的Mg和Si浓度处,得出了SiO₂反应速度表达式。对复合材料的常规力学性能及抗蠕变性能进行了测试,所制备的复合材料强度、弹性模量及硬度大幅度提高,延伸率虽降低但可达到5％以上;该复合材料抗蠕变性显著提高,且随温度的升高效果更明显;较好地解决了Mg-Li合金抗蠕变性差及热稳定性差的问题。并结合动态拉伸原位观察结果探讨了其强化机制。 给出了粒子进入熔体的临界条件,定量描述了考虑粒子浓度时粒子在熔体中的运动速度,建立了粒子俘获/推移的热力学条件及粒子俘获的临界速度判据。为粒子增强复合材料?更多还原