《HDDR-原位壓製成形法製備納米晶Mg-Al合金的機理研究》是依託太原理工大學，由樊建鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：HDDR-原位壓製成形法製備納米晶Mg-Al合金的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：樊建鋒
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬採用氫化脫氫法（HDDR）結合原位壓製成形法製備納米晶Mg-Al合金塊體材料，並研究其成形過程中的影響因素和機理。研究鎂合金粉體在不同氫化環境下的氫化性能及吸放氫熱力學與動力學，全面分析Mg-Al合金氫化脫氫過程原理；探討HDDR處理中Mg-Al-H三元系中發生的相轉變及微觀組織演化規律；分析Mg-Al合金的HDDR納米晶化機制，形成製備納米晶Mg-Al合金的HDDR處理技術的最佳化參數，獲得晶粒尺寸小於100nm的納米晶鎂合金粉體；研究納米晶鎂合金的原位壓製成形技術與快速燒結技術，認識納米晶鎂合金粉體在壓制與燒結過程中的組織演化規律與固結緻密規律，獲得晶粒尺寸小於200nm且具有潔淨界面的納米晶鎂合金材料；考察納米晶鎂合金晶粒尺寸與其力學性能之間的定量關係，並分析納米晶Mg-Al合金的強化機制。為開發高性能鎂合金材料提供理論基礎及實驗數據。
結題摘要
在各種鎂合金的強化方法中，晶粒細化法被認為是最有效的一種，然而此前使用的方法只能將鎂合金晶粒細化至1μm 左右，因此，本項目提出納米鎂合金塊體材料的研究，期望進一步細化晶粒，獲得高性能納米鎂合金材料。研究了鎂合金粉體在不同氫化環境下的氫化性能及吸放氫熱力學與動力學，全面分析了氫化溫度、氫壓、氫化時間等參數對Mg-Al 合金氫化脫氫過程的影響；研究了鎂合金在氫化-岐化-脫氫-重組過程（HDDR）中的相轉變及微觀組織演化規律，通過最佳化工藝，獲得了晶粒尺寸約20nm的鎂合金粉體材料。探討了HDDR處理中鎂合金的晶粒細化機理，主要是在脫氫重組過程中通過再結晶完成的。最後通過溫壓成形法獲得了晶粒尺寸約200nm的塊體材料。同時，利用累積疊加疊軋技術，對AZ31鎂合金板材進行加工，考察了鎂合金層界面的演化及焊合過程原理，並且通過在鎂合金板材之間插嵌碳納米管制備了納米多層鎂合金材料。研究了鎂合金表面超疏水膜的形成機理，在鎂合金表面獲得了超疏水的微納二元結構膜，並測試了超疏水膜在0.1mol∕L NaCl溶液中的電化學腐蝕行為，結果顯示，超疏水膜具有良好的腐蝕防護效果。通過Y、Ca、Zr等元素的加入，在高溫下的鎂合金表面形成了納米級的保護膜，獲得了集優良的阻燃性能和力學性能於一體的高性能鎂合金，Mg3.5Y0.8Ca0.4Zr 合金可以無保護熔煉，同時具有255MPa的室溫拉伸強度和17%的伸長率。上述工作為開發高性能納米鎂合金材料提供了理論基礎及實驗數據。
