偏钒酸铵及固溶退火处理对AZ31镁合金电化学性能的影响

为了改善AZ31镁合金在3.5wt%NaCl溶液中的抗腐蚀和活化性能,通过浸泡、电化学阻抗谱、恒电流和动电位极化扫描试验研究了偏钒酸铵及固溶退火处理对AZ31镁合金自腐蚀和电化学性能的影响。结果表明:偏钒酸铵能抑制AZ31镁合金的腐蚀,当0.5%偏钒酸铵加入到3.5wt%NaCl溶液时,合金的缓蚀率高(65.7%),自腐蚀电流小,为0.0033 mA/cm2。在-1.0 V下合金的电流密度高达30.0 mA/cm2,开路电位Eocp和活化电位Eact分别为-1.60 V和-1.35V。AZ31镁合金经350℃固溶4、8、16和24h,与铸态合金相比,其放电电位和耐蚀性有所降低。可是,随固溶时间延长,合金元素固溶度增大,结果导致合金放电性能和耐蚀性能提高。     

NaPO_3与SDBS缓蚀剂对AZ31镁合金空气电池在NaCl电解液中放电性能的影响

研究了以铸态AZ31镁合金为阳极材料的镁空气电池在加入了0.5 g/L NaPO_3、0.5 g/L十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、0.5 g/L NaPO_3+0.5 g/L SDBS作为缓蚀剂的3.5%(质量分数) NaCl电解液中的放电性能,测试了AZ31镁合金在不同缓蚀剂溶液中的自腐蚀速率、动电位极化曲线、EIS谱,并使用SEM观察了阳极材料在不同缓蚀剂溶液中的放电形貌。结果表明,加入缓蚀剂可以较好地抑制析氢腐蚀,提高阳极利用率,弱化阳极极化,提高放电电压。其中在NaPO_3+SDBS缓蚀剂溶液中,镁空气电池阳极腐蚀最弱,缓蚀效率可以达到85%,阳极利用率达到43.2%。     

不同状态Mg-9Sr中间合金对AZ31镁合金铸态组织的影响

研究Mg-9Sr中间合金及其处理工艺对AZ31镁合金铸态组织的影响。结果表明：在AZ31镁合金中加入不同状态的Mg-9Sr中间合金（常规铸态、快速凝固态、固溶态和轧制态）对AZ31镁合金均有很好的晶粒细化效果,其中轧制态Mg-9Sr中间合金的细化效果最好,其次依次为固溶态、常规铸态和快速凝态Mg-9Sr中间合金。在Sr加入量0.1%和熔体保温时间80 min条件下,轧制态Mg-9Sr中间合金可使AZ31镁合金获得62 μm的最小平均晶粒尺寸。     

Electrochemical Performance of AZ31 Magnesium Alloy under Different Processing Conditions

为选择一种高性价比的镁电池阳极材料,借助电化学工作站、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对不同加工状态的AZ31B镁合金电化学性能进行研究。分别将挤压、轧制、铸轧和铸态AZ31B镁合金作为阳极材料,测试其电化学性能。结果表明,在4种加工状态下,挤压态镁合金是性价比最高的一种阳极材料;其组织由均匀细小的晶粒和第二相组成,拥有最负的平衡电位,最低腐蚀电流密度和最小自腐蚀速率;挤压态样品腐蚀后,表面产生疏松细小,且均匀分布的腐蚀产物,降低了阳极极化,增加了阳极利用率。轧制和铸轧态的AZ31B镁合金的电化学活性和耐蚀性能相对挤压态的较低。铸态AZ31B镁合金由于较粗大的晶粒、第二相和铸造缺陷,表现出不稳定的放电曲线和较正的放电电位。不同状态AZ31镁合金的腐蚀均以点蚀为主。     

Mg-Zn-Cu系合金作为镁电池负极材料的性能

针对AZ31镁合金作为镁电池负极存在放电电压低、放电容量低及放电稳定性差等问题,选择Mg-Zn-Cu系合金作为研究对象,采用XRD、SEM、电化学测试及恒流放电测试等方法,研究了合金元素含量对材料电化学性能及放电性能的影响。结果表明:相比于AZ31镁合金,Mg-2.00Zn-1.87Cu(质量分数)合金的放电稳定电压更高、放电容量更大,具有更好的放电性能。     

搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织与性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态AZ31镁合金进行单道次加工,研究加工区域的微观组织和力学性能。结果表明：搅拌摩擦加工过程中,材料发生了剧烈的塑性变形,粗大的β-Mg17Al12相显著破碎,形成细小、均匀的再结晶组织。XRD分析表明,搅拌摩擦加工导致大量的β相固溶到镁合金基体中,产生固溶强化作用。搅拌摩擦加工后的试样平均HV硬度值为810 MPa,高于铸态AZ31镁合金的硬度值,抗拉强度比铸态AZ31镁合金提高43 MPa,延伸率提高4.3%,拉伸断口表现为微孔聚合剪切断裂特征。     

AZ31作为镁电池负极材料的电化学性能

针对镁合金作为镁电池负极材料存在着自腐蚀速率大、负极利用率低、电压滞后等问题,采用恒温浸泡、极化曲线、恒电流放电等手段对AZ31（挤压态）镁合金和纯镁（铸态）进行了试验研究和分析。研究了AZ31和纯镁在浓度为1.0 mol/L,1.5 mol/L,2.0 mol/L的MgSO₄,Mg（ClO₄）₂,MgCl₂和Mg（NO₃）₂溶液中的腐蚀行为和电化学性能,具体分析了AZ31在不同电解液中的电化学行为。结果表明,AZ31在MgCl₂溶液中的自腐蚀速率较高且生成较厚的腐蚀产物膜,严重降低了电极的利用率,在MgSO₄溶液中则常常发生点蚀,不适宜用作镁电池负极材料,而在Mg（ClO₄）₂和Mg（NO₃）₂溶液中具有相对较好的耐蚀性能和放电效率。     

热处理对挤压变形AZ81镁合金疲劳行为的影响

研究了固溶、时效处理对挤压变形AZ81镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、循环应力.应变行为、应变疲劳参数以及疲劳寿命的影响.结果表明,热处理可导致挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅有所降低;固溶处理和固溶 时效处理可有效提高挤压变形AZ81镁合金在较高总应变幅下的疲劳寿命;不同处理状态的挤压变形AZ81镁合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式描述;挤压态、时效态以及固溶 时效态的挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间的关系可用单斜率直线描述,而固溶态的挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间则呈现双斜率线性行为.     

织构对基于Mg-3Al-1Zn合金的镁空气电池性能的影响（英文）

为了研究织构对镁空气电池性能的影响,以商用AZ31镁合金板材为实验材料,分别制备了基于板材轧面和截面的镁空气电池。所用实验材料的表面粗糙度与实际应用中镁合金板材的表面粗糙度相似。通过电化学阻抗谱研究了试样的电化学性能,结果表明截面比轧面更耐腐蚀。通过恒流放电测试研究了电池的放电性能,结果表明基于截面阳极的镁空气电池和基于轧面阳极的镁空气电池相比具有更高的阳极效率(2种电池的阳极效率分别为71.3%和65.7%)。放电24 h之后,通过扫描电子显微镜研究了镁合金阳极基体的表面形貌。轧面阳极显示出一个具有更多孔洞和沟壑的阳极表面,这可能是导致它具有低阳极利用率的原因。因此,被(1010)、(1120)和(1011)取向晶粒所主导的截面阳极更适合运用于镁空气电池。     

固溶/时效处理对体育器械用AZ80镁合金性能的影响

通过硬度测试、室温拉伸试验、室温疲劳试验,研究了AZ80镁合金在轧制、固溶、时效以及固溶+时效4种状态下的力学性能和疲劳寿命。结果表明:固溶处理对AZ80镁合金硬度提高效果不大,时效处理、固溶+时效处理均可以提高AZ80镁合金硬度,AZ80镁合金经固溶+时效处理后硬度比轧制态提高38%,效果最为明显。固溶处理使AZ80镁合金强度降低,伸长率提高,时效处理、固溶+时效处理使其强度提高,伸长率降低。在较低应变振幅(0.4%)条件下,热处理AZ80镁合金疲劳寿命小于轧制态。在中高应变振幅(0.6%、0.8%、1.0%)条件下,热处理提高了AZ80镁合金疲劳寿命,其中时效处理试样疲劳寿命最佳。在超高应变振幅(1.2%)条件下,热处理对提高AZ80镁合金疲劳寿命效果不明显。     

热处理对挤压变形AZ31镁合金疲劳性能的影响

研究了固溶处理、时效处理、固溶+时效处理对挤压变形AZ31镁合金低周疲劳性能的影响.结果表明,不同的热处理工艺可以提高挤压变形AZ31镁合金在较低外加总应变幅下的循环变形抗力;不同的热处理工艺可以提高挤压变形AZ31镁合金在较高外加总应变幅下的疲劳寿命,降低合金在较低外加总应变幅下的疲劳寿命;不同处理状态的挤压变形AZ31镁合金的塑性应变幅、弹性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Coffin-Manson和Basquin公式来描述.此外,不同处理状态的挤压变形AZ31镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间呈线性关系.     

热处理对挤压变形AZ61M镁合金的组织与力学性能影响

为研究热处理和热成形工艺对铸态镁合金的力学性能影响,采用不同保温时间对铸态镁合金AZ61M进行固溶处理,利用金相显微镜和显微硬度计研究不同固溶时间对镁合金组织和力学性能的影响,利用万能试验机对固溶后镁合金进行3道次多向挤压。结果表明:经过6 h固溶处理后,铸态镁合金AZ61M中的第二相β充分溶入基体,抗拉强度从64提高到244 MPa,硬度略有下降。固溶时间从6 h延长到10 h对提高力学性能作用不大,且延长保温时间使晶粒有长大粗化倾向。将固溶10 h的镁合金进行3道次多向挤压后,晶粒尺寸从200减小至100μm以下,抗拉强度和抗压强度相比未挤压前分别提高19%和44%。在单向拉伸/压缩过程中,裂纹扩展途径显示为穿晶断裂,且压断断口比拉断断口平滑。     

汽车发动机用AZ31镁合金的合金化与热处理行为研究

对汽车发动机用AZ31镁合金进行了微合金化和固溶时效处理,研究了不同稀土添加量对铸态和固溶时效态AZ31合金力学性能与显微组织的影响。结果表明,在AZ31合金中添加0.76%的稀土时,合金可以获得较好的室温和150℃高温力学性能,这是因为合金的晶粒细化和第二相的析出强化作用。     

Al-3Ti-3B中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响

利用OM、XRD、SEM和EPMA等手段研究了Al-3Ti-3B细化剂对AZ31镁合金微观组织的影响。结果表明,添加适量的Al-3Ti-3B细化剂能使铸态AZ31镁合金粗大的树枝晶转变为均匀的等轴晶;加入量为0.4%时取得了较好的细化效果,固溶处理后的AZ31镁合金平均晶粒尺寸由300μm减小到50μm。TiB2和AlB2粒子的异质形核作用是促使晶粒细化的主要机制,且TiB2粒子在晶界上的偏聚可进一步阻碍晶粒长大。     

热处理对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响

对经过不同热处理工艺处理后的AZ91D镁合金进行腐蚀试验,并测定其腐蚀参数.对腐蚀数据及金相显微组织分析、观察表明:时效处理后的AZ91D镁合金腐蚀率最低为2.128mm/a,为铸态和固溶加时效处理的AZ91D镁合金(3.081mm/a、3.209mm/a)的69.1%和66.3%;比仅进行固溶处理的AZ91D镁合金7.400mm/a的腐蚀率减少了71.2%,耐蚀性能提高2.48倍.合金组织中β相的形态和数量对合金腐蚀率起着重要作用.     

Mg-Al-Zn系镁合金在大气中的散热性能研究

在20~220℃范围内对比研究了AZ80、AZ31、ZK60镁合金和AA6082铝合金在大气中的散热性能,分别测量其环境散热曲线并用指数型热动力学方程T=T_0+ΔT_0·exp(-t/A_0)拟合。结果表明,固溶处理可使铸态或挤压态镁合金热导率下降,而固溶+时效处理后其热导率有所提升。分析了瞬时温差与瞬时温度比值ΔT/T与镁合金、铝合金散热性能的关系,自然对流条件下,柱高对AZ80镁合金散热性能影响较小;在人工强制对流条件下,当0.25ΔT/T0.45时,高柱(60 mm)散热速率约为低柱(20 mm)的两倍。在自然对流条件下,AZ80、AZ31镁合金的散热性能在0.25ΔT/T0.45(120~220℃)时,明显优于AA6082铝合金。在0.05ΔT/T0.25(20~120℃)时,这3种合金的散热性能无明显差别。     

Ca、Si复合合金化对AZ31镁合金显微组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪研究了Ca、Si元素对AZ31镁合金铸态组织的影响。结果表明,在AZ31镁合金中同时加入Ca、Si元素后,Ca主要以固溶形式存在于AZ31镁合金中,Si的加入对Ca的分布没有产生影响,Si主要和Mg生成Mg2Si化合物,同时沿晶界分布的β-Mg17Al12相逐渐演变为在晶界附近和晶内弥散分布的细小点状(球状)和针状相。随着Si含量的增加,部分点状相开始粗化,并在基体中出现了汉字状的Mg2Si相。当加入0.3%的Ca与0.4%的Si时,合金铸态组织最为细化。     

织构对基于Mg-3Al-1Zn合金的镁空气电池性能的影响

在本论文中,商用AZ31镁合金板材被用为实验材料。为了研究织构对镁空气电池性能的影响,分别制备了基于板材轧面和截面的镁空气电池。与已经报道过的关于织构对镁合金电化学性能的影响的研究不同,本文所用实验材料的表面粗糙度与实际应用中镁合金板材的表面粗糙度相似。通过电化学阻抗谱研究了试样的电化学性能,结果表明轧面比截面更耐腐蚀。通过恒流放电测试研究了电池的放电性能,结果表明基于截面阳极的镁空气电池和基于轧面阳极的镁空气电池相比具有更高的阳极效率（两种电池的阳极效率分别为71.3%和65.7%）。放电24小时之后,通过扫描电子显微镜研究了镁合金阳极基体的表面形貌。轧面阳极显示出一个具有更多孔洞和沟壑的阳极表面,这可能是导致它具有低阳极利用率的原因。因此,被(10-10)、 (11-20) 和(10-11)取向晶粒所主导的轧面阳极更合适于被运用于镁空气电池。     

AZ31镁合金在MgSO4溶液中的电化学行为

用线性电位扫描、Tafel极化曲线、恒流放电、交流阻抗、失重法等方法研究AZ31镁合金在MgSO4溶液中的电化学行为，考察其作为电池负极材料的性能，并研究十二烷基苯磺酸钠对AZ31镁合金的缓蚀性能。结果表明：负差效应的存在极大降低AZ31镁合金的电流效率；未经放电时，合金自放电电流密度小，但放电后，自放电增强，存储能力降低。十二烷基苯磺酸钠能对AZ31合金起到缓蚀作用，提高放电电流效率，但会使续放电时出现电位滞后的现象。     

强流脉冲电子束表面改性AZ31镁合金的耐磨耐蚀性能

选用强流脉冲电子束对AZ31镁合金进行表面改性处理,分析了改性后的AZ31镁合金表面显微结构,测量处理前后AZ31镁合金的耐磨性能和耐蚀性能。结果表明,脉冲电子束处理后AZ31合金表面出现了典型的熔坑形貌,同时熔坑周围有应力波作用产生的褶痕。由电子束快速凝固作用所产生的表层晶粒细化和固溶强化显著提高了AZ31合金的耐磨性。此外,电子束表面改性导致表层镁、铝元素含量及分布形式发生变化。样品表层铝元素的升高是改善其腐蚀性能的主要原因。