【摘 要】
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随着信息时代的到来,工业技术迅速发展,电子产品的种类和数量急速增加,相关电子信息设备产生的电磁波充斥在人们日常生活的每个角落。空间中可监测到的电磁能量也在以每年7%以上的速率迅速增长。过量的电磁辐射会给人们正常的生产生活带来不利影响。电磁屏蔽则是解决过量的电磁辐射的有效手段,发展和研究出新的高性能电磁屏蔽材料已成为各国的研究重点。镁合金是现今继钢铁和铝合金之后应用广泛的第三大金属材料,具有较轻的重
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随着信息时代的到来,工业技术迅速发展,电子产品的种类和数量急速增加,相关电子信息设备产生的电磁波充斥在人们日常生活的每个角落。空间中可监测到的电磁能量也在以每年7%以上的速率迅速增长。过量的电磁辐射会给人们正常的生产生活带来不利影响。电磁屏蔽则是解决过量的电磁辐射的有效手段,发展和研究出新的高性能电磁屏蔽材料已成为各国的研究重点。镁合金是现今继钢铁和铝合金之后应用广泛的第三大金属材料,具有较轻的重量和良好的电磁屏蔽性能,是极具潜力的新型电磁屏蔽材料,但是镁合金的绝对强度较低,限制了镁合金在相关结构材料领域的应用。因此,提高镁合金的力学性能,开发出同时具有较高强度和优良电磁屏蔽性能的新型镁合金电磁屏蔽材料具有重要意义。本文通过在Mg-Zn-Zr镁合金的基础上复合添加稀土元素钇（Y）和钕（Nd）,改变稀土元素的添加量,制备出Mg-6Zn-1Y-x Nd-0.5Zr和Mg-6Zn-1Nd-x Y-0.5Zr系列镁合金。研究了该系列镁合金在不同变形态和热处理状态下的电磁屏蔽性能和力学性能,通过热处理制度探索和热变形工艺改良来提升性能。研究了Y和Nd含量变化对合金的第二相组织、电磁屏蔽性能和力学性能的影响。得出主要研究结果如下:1 Mg-6Zn-1Y-x Nd-0.5Zr合金中主要的第二相包括:镁锌稀土相、含Zr颗粒相。未添加Nd的合金Mg-6Zn-1Y-0.5Zr主要的镁锌稀土相为Mg3Zn3Y2（W相）,添加Nd元素后,Nd原子取代部分Y原子形成新的W相Mg3Zn3（Y,Nd）2。铸态合金Mg-6Zn-1Y-x Nd-0.5Zr直接时效后有良好的电磁屏蔽性能,随Nd元素的添加,合金电磁屏蔽性能提高。时效态Mg-6Zn-1Y-1Nd-0.5Zr电磁屏蔽性能最优,在测试频率范围内可达78-110d B。2挤压棒材Mg-6Zn-1Y-x Nd-0.5Zr具有较高的力学性能,时效后强度可进一步提高。合金Mg-6Zn-1Y-0.5Nd-0.5Zr挤压与时效态力学性能均为最佳,时效后屈服强度为386MPa,抗拉强度可达421MPa,延伸率为9.8%。挤压态合金组织为典型的双峰组织,由粗大的未再结晶晶粒以及细小的再结晶晶粒组成。Nd的加入细化了晶粒,且由此生成的镁锌稀土相可以作为动态再结晶的形核位点从而促进了动态再结晶。3 Mg-6Zn-1Nd-x Y-0.5Zr合金中主要的第二相包括:镁锌稀土相、少数含Zr颗粒相。未添加Y的合金Mg-6Zn-1Nd-0.5Zr中存在两种Mg-Zn-Nd相,分别为W相和T相。添加Y元素后,Y原子和Nd原子共同形成Mg3Zn3（Y,Nd）2相。并且Mg3Zn3（Y,Nd）2相中Y和Nd的原子比例会随加入的元素不同而发生变化。铸态合金Mg-6Zn-1Y-x Nd-0.5Zr直接时效后有良好的电磁屏蔽性能。合金的电磁屏蔽性能随Y含量的增加而上升,时效态合金Mg-6Zn-1Nd-1.5Y-0.5Zr电磁屏蔽性能最优,在测试频率范围内可达85-109d B。4 Mg-6Zn-1Nd-x Y-0.5Zr合金挤压棒材仍是再结晶晶粒与未再结晶晶粒组成的双峰组织,挤压后力学性能有了较大的提升,挤压后时效力学性能可进一步提高。Mg-6Zn-1Nd-0.5Y-0.5Zr合金挤压态和时效态力学性能在该体系中最好,峰值时效的屈服强度为365MPa,抗拉强度为392MPa,延伸率为6.6%。Y元素的加入细化了晶粒,促进动态再结晶,弱化了织构,对提升合金性能有重要影响。
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