熔盐电解法制备镁铝锶合金的研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要镁合金作为一种轻质金属结构材料，其明显的优点主要表现在密度小、比强度及比刚度高、阻尼性高，减振性好和电磁屏蔽能力强及易回收等，在大量使用压铸件的航空航天、交通工具、3C产品等领域应用极其广泛，特别是在汽车行业发展尤为迅速。镁合金的常温力学性能较好，但当温度高于120℃时，其力学性能较差，特别是高温抗蠕变性能较差。镁合金的力学性能与其晶粒大小有着极其密切的关系，细化镁合金晶粒，可以提高镁合金的综合力学性能。添加变质剂是其主要方法之一。目前，有学者将碱土金属锶加入到镁合金熔体中，微量的锶使得镁合金的耐

2、热性有了极大的提高。可是金属锶的化学特性活泼，直接以“对掺法”加入，锶的烧损相当严重，而且及其不环保；如果以中问合金的方式加入又会带来不必要的第三或第四组元，这些都成为制约锶系镁合金发展的瓶颈，亟待解决。本课题通过对比分析‘‘对掺法’'和‘‘熔浸热还原法”两种锶系镁合金制备工艺的差异，在此基础上采用了经济、环保的‘‘熔盐电解法’制备Mg．A1．sr合金。实验中着重考虑到镁合金与锶盐的密度差异，故主要从熔盐体系的选取，特别是含锶的低密度混合熔盐的研究着手来确定电解设备的结构；并通过对电解工艺参数如电解温度、电流密度等的调整来分析电

3、流效率的变化，从而找到最佳的电解工艺条件。本课题拟采用Mg-AI合金作为阴极，SrCl2--LiCl组成的混合熔盐做为电解质，并将制备得到的合金采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(sEM)、x射线衍射仪(Ⅺ①)等检测手段对实验结果进行分析。研究结果表明，①采用适当质量比M争Al合金作为阴极，可以使得熔盐电解质的选取范围更广泛，SrCl2--LiCl组成的混合熔盐可以完全悬浮于镁铝液之上，实验得到的合金组织均匀、纯净。②电解过程中由于金属锂的密度很小会浮到镁铝液的上层，容易造成损失，故合金中锂含量很低；而金属锶的密度远大于镁铝

4、合金的密度，故析出的金属锶会扩散下沉，锶含量可以得到保证。③Mg-4AI．2Sr合金的组织由呈细小树枝状初生口-Mg相和条状、片状共晶组织，其组成成分包括口-Mg相、共晶化合物Mgl7Sr2、Mgl2AIl7、A14Sr和Mg-AI—Sr三元化合物。@Mg-AI．Sr合金组织成分中含少量的Sr时在初晶镁的枝晶间／晶界区域生成A14Sr-a(Mg)层状相，随着sr含量的减少，A14Sr的体积会减小，初晶镁铝的过饱和度会增加，并生成Mgl7All2。通过扫描电镜观测，在含有微量sr的Mg-9A1-St(0．2％Sr)合金中，出现了奇

5、特的杆状相。关键词：Mg-AI—Sr合金、熔盐电解法、电流密度、电流效率重庆大学硕士学位论文英文摘要AsonekindofUghtalloy，Mgalloyhassuchsignificantfeatures鹧lowdensity,highstrengthandrigidity,highdampingprosperity,bettershockabsorptionandeleetriealandmagnelrieshieldl础oarmance,andalsoeasilyretrived．Inan潮wheredie-castin

6、gparts蛳widelyusedsuch鹪aviationandspaceflight,la'a,nsportationand3Cproduction,Mgalloy啪befound,especiallyinautoindustri％．Mgalloyhasbettermechanicalperformanceundernol'maltemperature．Wh自lltemperatul_cishigherthan12012，ithasWOl'Semechanicalperformance,especiallyitsanti—p

7、erformanceunderbightempertature．Themechanicalpert'ormaneeofMgalloyhascloserelationwiththesizeofcrystallinegrain．Throughlesseningthesizeoferastallinegrain,itcanenhnaeethecomprehensiveprospdityofMgalloy．Toaddchangingsustalneeisonekindofmainmethod．Currently,somereseraeh

8、ersaddedalkalineearthmetalintothemetingMgalloy,smallquantityofSrc趾increaseitsheatresistancegreatly．Yet,Srhasactivechemicalcharacter