[发明专利]一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料有效

专利信息
申请号: 201910807582.7 申请日: 2019-08-29
公开(公告)号: CN110423935B 公开(公告)日: 2021-05-18
发明(设计)人: 乐启炽;任良;李小强;宝磊;程春龙;周伟阳 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: C22C32/00 分类号: C22C32/00;C22C23/00;C22C21/00;C22C1/10;C22C49/04;C22C49/06;C22C49/14;C22C47/08;C22C47/02;C22C101/02
代理公司: 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 代理人: 梁焱
地址: 110819 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 稀土 氧化物 增强 轻金属 复合材料
【说明书】:

一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料,成分化学式为Mg‑X‑REmOn、Mg‑Li‑X‑REmOn、Al‑X‑REmOn或Al‑Li‑X‑REmOn,按质量百分比含X≤10%,按体积百分比含REmOn 0.1~30%;其中当化学式为Mg‑Li‑X‑REmOn时,按质量百分比含Li 0.1~30%;当化学式为Al‑Li‑X‑REmOn时,按质量百分比含Li 0.1~10%。本发明的通过盐熔剂改良增强体表面润湿性,使增强体与合金的结合强度大幅提高,达到弥散强化的效果。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域,尤其涉及一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料。

背景技术

目前,在轻金属中应用最多的是镁合金和铝合金,它们具有密度低、比刚度、比强度高等优点,被广泛应用于航天航空、汽车制造等行业,拥有广阔的前景;但是随着轻金属的大量使用,镁合金和铝合金的力学性能和其他综合性能需要进一步地提高;因此,为了扩大轻合金的应用范围,研究并设计轻金属复合材料已经迫在眉睫。

与传统镁、铝及其合金相比,复合材料除了有优异的力学性能之外,还具有某些特殊性能和其他良好的综合性能。增强体在加入到金属材料中,一般比较稳定,不与基体合金发生反应;同时增强体作为第二相可以达到细化金属材料的效果,从而提高其力学性能;最后不同的增强体赋予了复合材料不同的特殊性能,从而扩大了金属复合材料的应用范围。

目前,增强体大致分为三种:晶须、纤维、颗粒;比如氧化稀土颗粒、碳化硅晶须、碳纤维等。其中纤维增强体成本高,且会形成很强的织构使得复合材料性能不佳,晶须及颗粒增强复合材料有着易于加工、尺寸稳定等优点。稀土氧化物增强体熔点高,加入到轻合金熔液中不会熔化,同时也不会与基体发生化学反应。若能均匀存在于基体之中,降低间隙杂质在晶界处的偏析,则能够提高晶界强度;另外,稀土氧化物对位错起到钉扎的作用,阻碍位错的运动,从而使复合材料的强度得到提升,并且塑性不会下降得太多;我国稀土含量位居世界前列,并且制备稀土氧化物流程简单,成本低。因此,以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料的研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料,采用稀土氧化物作为增强体,使其均匀分布在轻金属基体中,解决轻合金力学性能和特殊性能的局限性,提高力学性能。

本发明以稀土氧化物为增强体的轻金属复合材料的成分化学式为Mg-X-REmOn、Mg-Li-X-REmOn、Al-X-REmOn或Al-Li-X-REmOn,按质量百分比含X≤10%,按体积百分比含REmOn0.1~30%;其中当化学式为Mg-Li-X-REmOn时,按质量百分比含Li 0.1~30%;当化学式为Al-Li-X-REmOn时,按质量百分比含Li 0.1~10%;当化学式为Mg-X-REmOn或Mg-Li-X-REmOn时,X为铝、锌、锰、稀土、锆、硅中的一种或多种;当化学式为Al-X-REmOn或Al-Li-X-REmOn时,X为铜、锌、锰、稀土、镁、硅、钛中的一种或多种。

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