镁基复合材料挤压铸造制备技术研究OA
Research on Squeeze Casting Preparation Technology for Magnesium Matrix Composite Materials
镁基复合材料具有优异的性能,但制备工艺上仍存在着不足之处.为此,通过分子模拟与实验相结合的方法,系统研究了氧化石墨烯(GO)增强ZM5 镁基复合材料的界面特性、微观组织及力学性能.计算结果表明,经PVA表面处理后的GO/PVA-Al界面结合能显著高于未处理的GO/Al界面,表明表面处理法制备的增强体可有效增强界面结合,有助于提升复合材料整体性能.微观组织分析显示,添加 0.3%(质量分数)GO并挤压铸造后,复合材料中α-Mg基体由树枝晶转变为等轴晶,晶粒显著细化,β-Mg17Al12 第二相析出减少且分布更均匀.与基体合金相比,GO/ZM5 复合材料的硬度提高了 23.1%,抗拉强度提升了 8.1%,断口形貌由脆性断裂转变为韧性断裂.研究表明,GO的添加通过细化晶粒和改善界面结合,显著增强了ZM5 镁基复合材料的综合力学性能.
Magnesium matrix composites exhibit outstanding properties,yet their fabrication processes remain imperfect.To address this,the interfacial characteristics,microstructures,and mechanical properties of graphene oxide(GO)-reinforced ZM5 magnesium matrix composites were systematically investigated through a combined molecular simulation and experimental approach.The calculations indicate that the bond energy of the GO/PVA-Al interface significantly exceeds that of the untreated GO/Al interfaces following PVA surface treatment.This demonstrates that surface-treated reinforcements effectively enhance interfacial bonding,thereby improving the overall composite performance.Microstructural analysis reveals that after adding 0.3 wt.%GO and undergoing squeeze-casting,the α-Mg matrix transforms from dendritic to equiaxed grains,with significant grain refinement.The precipitation of the β-Mg17Al12 second phase decreases and becomes more uniformly distributed.Compared with the matrix alloy,the GO/ZM5 composite exhibits a 23.1%increase in hardness and an 8.1%improvement in tensile strength,with the fracture morphology shifting from brittle to ductile fracture.This study demonstrates that the addition of GO significantly enhances the comprehensive mechanical properties of the ZM5 magnesium matrix composites by refining the grains and improving interfacial bonding.
陈利文;李佳成;赵源;景舰辉;樊如意;侯华;赵宇宏
中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051||太原科技大学材料科学与工程学院,山西 太原 030024中北大学材料科学与工程学院教育部共建高性能铝/镁合金材料开发应用协同创新中心,新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室,山西 太原 030051||北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心,北京 100083||辽宁材料实验室材料智能技术研究所,辽宁 沈阳 110167
矿业与冶金
氧化石墨烯镁基复合材料表面处理挤压铸造细化晶粒
graphene oxidemagnesium matrix compositesurface treatmentsqueeze castinggrain refinement
《铸造技术》 2026 (1)
16-24,9
国家自然科学基金(52275390,U23A20628,52375394)山西省科技重大专项计划"揭榜挂帅"项目(202301050201004)
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