混合稀土阻燃镁合金氧化动力学的研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要镁合金具有比重小、比强度和比刚度高、阻尼性能好、易切削加工等优点。但由于镁的化学性质活泼，非常容易氧化、燃烧，导致镁合金无法在大气条件下直接进行熔炼和浇注。氧化燃烧现象一直困扰着镁合金的生产，严重地阻碍了镁合金产品的大规模应用。目前一般采用熔剂覆盖法和气体保护法熔炼生产镁合金，或采用半固态压铸成形工艺以降低作业温度，但都存在着不少缺点。合金化阻燃可以提高镁合金的生产效率，减少环境污染，降低生产成本，通过合金化的方法实现镁合金的阻燃是镁合金研究的发展方向之一。本课题采用合金化的方法来提高镁合金的抗氧化性能。针对目前广

2、泛应用的ZM5镁合金，通过添加经优化配比后的混合稀土，使得镁合金液面上形成一层结构致密并且具有耐久性的保护膜，阻止氧气的进一步侵入和镁蒸气的向外挥发，从而不再产生镁的剧烈氧化燃烧现象。利用X一射线衍射分析(XRD)和扫描电镜分析(SEM&EDS)研究ZM5,ZM5-xRE合金的氧化膜组织、结构及阻燃元素的分布规律。利用综合热重分析仪分析研究ZM5和ZM5-xRE合金的高温氧化动力学。结合以上实验结果分析混合稀土RE对ZM5的阻燃机理。通过研究，了解了镁合金氧化的过程以及氧化膜的组成，对合金高温氧化了更清晰的认识。对于其它需要抗氧化的金属或合金的抗

3、氧化研究可以起到指导、借鉴作用。同时，由于对镁合金的需求日益广泛，合金化阻燃可以大大提高镁合金的生产效率，减少环境污染，降低生产成本，使镁合金的应用更加广泛。稀土阻燃镁合金的研究，将大大促进我国镁合金的生产和应用，促进镁合金工业的发展。对于我国正在逐步采用镁合金的汽车、摩托车和电子等行业也将产生极大的推动作用。同时也将为我国稀土金属材料的开发和应用提供广阔的前景，从而可以充分开发利用我国丰富的稀土资源。关键词：镁合金，混合稀土，表面氧化膜，动力学I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAsthelightestconstructionalm

4、aterial,Mgalloyhashighspecificstrength,highspecificstiffness,goodmagnetic-shieldingability,gooddampingability,andgoodmechanicalproperty.Sinceitschemicalcharacterisveryactive,Mgalloyispronetooxidationandburning,whichmakesitimpossibletobemeltedandcastinair.Oxidationandburningof

5、Mgalloyobstructitsapplicationgreatly.Fluxesandcovergasesarecurrentlyusedforthemeltingandproductionprocesses,andsemi-solidthixocastingisalsousedtolowertheoperationtemperature;buttherestillremainmanyproblems.AlloyingisakindofpromisingmethodofpreventingMgalloyfromburning.Alloyin

6、gisusedheretopreventMgalloyfromoxidation.ThewidelyusedMgalloyZM5ischoseastheoriginalalloy.Onthesurfaceofthemoltenalloy,alayerofprotectivefilmwithdensestructureisformedbytheadditionofmischmetal.ThefilmpreventsthepenetrationofoxygenandvolatilizationofMgvapor,andthenpreventstheZ

7、M5alloyfromoxidationandburning.X-raydiffraction(XRD),scanningelectronmicroscopethermalgravitationalanalysis(TGA)wasusedtoresearchthe(SEM&EDS)andmorphologyandstructureofoxidefilm,thedistributionofignition-proofelementandoxidationkineticsatelevatedtemperature.Theoxidationproces

8、sandthecompositionofoxidefilmareanalyzed,whichgivesaclearunderstando