石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料制備與性能研究
2017年09月26日 9:8 7526次瀏覽 來源: 中國有色金屬報(bào) 分類: 鎂資訊 作者: 李紅蘭
提高設(shè)備綜合性能,使其有效地滿足設(shè)備制作需要,這是每個(gè)企業(yè)和工作人員的重要目標(biāo)和追求。隨著技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的性能不斷改進(jìn),在設(shè)備制造方面發(fā)揮著重要的作用。同時(shí),為促進(jìn)設(shè)備綜合性能得到最佳發(fā)揮,采取有效的試驗(yàn)分析方法,全面掌握設(shè)備綜合性能是必要的。下文通過試驗(yàn)分析的方法,將該材料與AZ31鎂合金復(fù)合材料進(jìn)行對比分析,從而對石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料有更為全面的了解和認(rèn)識,也為該材料的推廣和應(yīng)用提供參考。
鎂合金的特點(diǎn)
就綜合性能和特點(diǎn)來看,鎂合金的密度輕、強(qiáng)度高,能有效減震降噪,實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的保護(hù),降低設(shè)備可能遭到損壞的可能,從而保證設(shè)備綜合性能良好。此外,該材料的應(yīng)用,還能讓設(shè)備具有優(yōu)越的電磁屏蔽性能,可以減少電磁輻射給人體或設(shè)備帶來的損害,因而越來越受到人們的重視與關(guān)注。近些年來,隨著科研力度的增強(qiáng)和技術(shù)的進(jìn)步,整個(gè)科研領(lǐng)域?qū)︽V合金的投入力度進(jìn)一步加大,許多研究成果相繼出現(xiàn),也推動(dòng)了鎂合金的廣泛應(yīng)用及其作用的有效發(fā)揮。但不能忽視的是,目前,鎂合金的力學(xué)性能不夠,不僅制約著設(shè)備綜合性能提升,還影響鎂合金大規(guī)模推廣和應(yīng)用。而鎂合金復(fù)合材料有著良好的綜合性能,能夠?qū)⒍咔擅罱Y(jié)合起來,充分發(fā)揮它們的特點(diǎn)和優(yōu)勢,不僅可以提高設(shè)備的綜合性能,還有利于設(shè)備的推廣和應(yīng)用。
石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的用途
石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料不僅具有鎂合金的性能和特點(diǎn),還吸收了鎂合金增強(qiáng)體的優(yōu)勢,能有效發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn),在科研領(lǐng)域受到重視與關(guān)注。目前,很多科研人員以及工程技術(shù)人員投入大量的人力與物力,對石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料進(jìn)行了深入的研究和分析。在體育器材方面,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料因其綜合性能優(yōu)良,滿足設(shè)備制作需要,有著廣泛的應(yīng)用空間和巨大的發(fā)展?jié)摿?。然而,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜,組成內(nèi)容比較特殊,為充分發(fā)揮其作用,應(yīng)該從設(shè)備構(gòu)成、制備方法、加工工藝等方面采取完善的措施,加強(qiáng)每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,確保原材料性能優(yōu)越,制作方法和工藝先進(jìn),能有效滿足要求。目前,由于受到技術(shù)落后、制作工藝和經(jīng)驗(yàn)不足等因素的影響,設(shè)備綜合性能有待提升,許多問題仍然有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高,從而為石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的推廣和應(yīng)用創(chuàng)造條件。同時(shí),為彌補(bǔ)科研和制作工藝領(lǐng)域的不足,文中將采用試驗(yàn)分析和研究的方法,以石墨烯為增強(qiáng)體,采取有效的方法,制備AZ91鎂合金復(fù)合材料。同時(shí),還探討該材料的具體組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對該材料的力學(xué)性能進(jìn)行了分析。希望能夠加深人們對石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的認(rèn)識與了解,為該材料的推廣和應(yīng)用提供參考。
石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的試樣材料
試驗(yàn)研究中,根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮途唧w情況,試樣材料選用工業(yè)級Mg、Al、Zn、Mn粉和石墨烯粉。然后對這些材料進(jìn)行加工和試驗(yàn),制作出石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料。為保證材料質(zhì)量和試驗(yàn)效果,需要嚴(yán)格遵循工藝流程制備,其工藝流程為:按配合比稱料→超聲分散→2200N/cm2×3min壓制→500℃×4h真空燒結(jié)→400℃下8:1擠壓→420℃×12h固溶處理。試驗(yàn)過程中,在試樣里面適量添加酒精,再將試樣進(jìn)行超聲分散,這樣有利于石墨烯分散,提高工作效率。石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料化學(xué)成分為:Al 占2.94%,Zn占0.85%,Mn占0.31%,其他雜質(zhì)元素小于0.1%,Mg為余量,各組成部分所占比例為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的試驗(yàn)方法
為保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性與可靠性,詳細(xì)掌握試驗(yàn)分析結(jié)果,確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠,應(yīng)該采取有效的方法,全面分析并獲取數(shù)據(jù)資料。石墨烯AZ91 鎂合金復(fù)合材料的顯微組織用顯微鏡觀察和分析,然后獲取數(shù)據(jù)資料,掌握顯微組織基本情況。XRD分析用X射線衍射儀,力學(xué)性能用電子萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行,測試過程中,要在不同溫度狀態(tài)下進(jìn)行測試和分析,掌握材料的力學(xué)性能,測試溫度分別為-20℃、20℃、300℃,同時(shí)用掃描電鏡觀察拉伸斷口。測試復(fù)合材料耐磨損性能時(shí),用高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行,認(rèn)真做好數(shù)據(jù)記錄和分析工作,把握要點(diǎn),保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。要分別在20℃、150℃、350℃的情況下開展測試工作,并嚴(yán)格控制磨損荷載、磨輪轉(zhuǎn)速、摩擦磨損時(shí)間,仔細(xì)獲取并認(rèn)真記錄數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)資料詳細(xì)、可靠,順利完成測試任務(wù)。最終全面了解石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的基本情況,促進(jìn)試驗(yàn)分析結(jié)果的提升,也為全面了解復(fù)合材料基本性能奠定了基礎(chǔ)。
石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的試驗(yàn)結(jié)果
按照上述方法進(jìn)行試驗(yàn)和分析,得出以下試驗(yàn)分析結(jié)果。
顯微組織的試驗(yàn)結(jié)果
通過觀察,獲取數(shù)據(jù),然后進(jìn)行分析,得出石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料試樣的XRD圖譜。分析圖譜可以得知,復(fù)合材料由Mg相和石墨烯相組成。接著獲取復(fù)合材料顯微組織金相照片,由照片可以得知,復(fù)合材料的增強(qiáng)體石墨烯粉分布均勻,結(jié)構(gòu)一致,沒有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。這表明復(fù)合材料綜合性能良好,外形結(jié)構(gòu)美觀,能有效滿足設(shè)備制作需要,有利于讓復(fù)合材料更為有效地發(fā)揮作用。
力學(xué)性能的試驗(yàn)結(jié)果
為了解復(fù)合材料的力學(xué)性能,將石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料與AZ31鎂合金進(jìn)行比對分析,分別在20℃、150℃、350℃的條件下,遵循規(guī)范要求測試材料的綜合性能。對比分析試驗(yàn)檢測結(jié)果可以得知,在20℃、150℃、350℃條件下,與AZ31鎂合金相比,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度得到顯著提高,性能有明顯改進(jìn)。-20℃時(shí)從104MPa增加至527MPa,20℃時(shí)從262MPa增加至538MPa,300℃時(shí)從83MPa增加至515MPa。此外,就伸長率來看,-20℃的情況下,復(fù)合材料的伸長率從4% 提高到11%,提高了7%。這表明復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。
耐磨損性能的試驗(yàn)結(jié)果
為掌握石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的耐磨損性能,試驗(yàn)分析過程中,將其與商用AZ31鎂合金進(jìn)行對比分析,分別在20℃、150℃、350℃的不同條件下,嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行耐磨損性能測試,然后進(jìn)行比較研究,掌握復(fù)合材料的綜合性能。通過研究和對比可以得知,在上述三種不同的溫度下,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料磨損體積都比AZ31鎂合金的小。這表明,復(fù)合材料有著更加優(yōu)越的耐磨損性能。此外,與AZ31鎂合金相比,20℃時(shí),復(fù)合材料磨損體積減小了89%,150℃時(shí)減小了90%,350℃時(shí)減小了91%。而磨損體積越小,證明材料擁有更加優(yōu)越的耐磨損性能??傊搶?shí)驗(yàn)表明,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的耐磨損性能良好,得到明顯提高,能有效滿足設(shè)備制作和使用需要。
與AZ31鎂合金復(fù)合材料相比,石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度顯著增強(qiáng),磨損體積明顯減小,它的綜合性能更加明顯,能有效滿足產(chǎn)品制作的需要。因此,在制造過程中,值得推廣和應(yīng)用石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料。同時(shí)還要嚴(yán)格遵循規(guī)范流程操作,把握每個(gè)要點(diǎn),注重提高設(shè)備性能,讓石墨烯AZ91鎂合金復(fù)合材料更為有效地發(fā)揮作用。
責(zé)任編輯:淮金
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