一种高阻尼石墨颗粒增强镁基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术是一种通过在Mg‑Zn‑Y合金中添加石墨颗粒，生成镁基复合材料的制备方法。本实验选用的基体材料为Mg

【技术实现步骤摘要】
一种高阻尼石墨颗粒增强镁基复合材料的制备方法
本专利技术涉及新材料成型技术，特别是涉及一种石墨颗粒增强Mg97Zn1Y2基复合材料的制备方法。
技术介绍
镁合金具有高比强度、比刚度，优异的导电、导热性，良好的阻尼减振和电磁屏蔽性能，在汽车、通讯、航空航天等领域中有着广泛的应用前景，但其存在弹性模量小、高温强度和抗蠕变性低、耐磨性差等不足，这极大地限制了其进一步工业应用。研究表明，合金化可以改善镁合金的力学性能，却也极大的降低了其阻尼能力，而通过制备镁基复合材料，可以较好的平衡其力学性能与阻尼性能的矛盾。本专利技术选用的基体材料为Mg97Zn1Y2合金，该合金中含有特殊的长周期堆垛结构相，对镁合金的力学性能及阻尼性能均有较好的贡献，近年来一直引起研究人员的注意。添加的增强相为石墨颗粒，石墨除了具有很高的耐高温性、良好的导电、导热性和化学稳定性，还具有质轻、抗热震性，在常温下使用时即使遭受温度的剧烈变化也不会被破坏。实验采用搅拌铸造法将石墨添加入Mg97Zn1Y2合金中。通过在合金中加入石墨颗粒，由于基体和增强体之间的热膨胀系数不匹配，温度变化时，在界面附近会有热错配残余应力产生，使基体发生塑性流变，导致位错密度增加。同时石墨颗粒的固有阻尼，及其与基体间产生的相界面阻尼或晶界阻尼都有助于复合材料的阻尼能力提升。因此，在原理上，我们可以实现高阻尼镁基复合材料的设计。
技术实现思路
本专利技术是提供一种通过加入石墨颗粒增强Mg-Zn-Y基复合材料的制备方法，特别是通过采用搅拌铸造工艺来制备含石墨颗粒的高阻尼镁基复合材料。技术方案1.样品制备(1)材料准备：纯Mg（纯度99.95%），纯Zn（纯度99.9%），Mg-Y中间合金（Y含量为25wt%），不同尺寸的石墨颗粒。(2)熔炼：将坩埚预热至350℃，取出坩埚后在内外表面涂抹水玻璃，继续放回炉内加热直到水玻璃蒸发，待温度升至500℃，取出坩埚将纯镁块放置在坩埚底部继续加热，并撒上一层覆盖剂。温度升至650℃时，镁块已经融化，打开炉盖除去金属液表面残渣，然后加入Mg-Y合金，撒上少许覆盖剂。温度至720℃后，保温10-20min，待Mg-Y金属块完全熔化后，加入Zn，撒少许覆盖剂，保温5min后，打开炉盖除去金属液表面残渣。加入一定量的石墨颗粒，使用机械搅拌设备进行搅拌，搅拌速度设置为800r/min，搅拌时间为3分钟。(3)浇铸：保温10分钟左右后，打开炉盖将残渣除去后将金属液倒入模具中进行浇注成型。2.样品表征(1)能谱分析通过对试样进行能谱分析，结果显示该材料的主要组成物为：α-Mg，长周期堆垛结构相及石墨颗粒。(2)阻尼性能测试阻尼性能测试在动态力学分析仪（DMA-Q800）上进行，将试样制成50×5×1mm的标准试样，阻尼性能大于0.01，属于高阻尼材料。具体实施方式实施例11.样品制备(1)材料准备：纯Mg（纯度99.95%），纯Zn（纯度99.9%），Mg-Y中间合金（Y含量为25wt%），石墨颗粒的含量为2%，颗粒大小为700目的石墨颗粒。(2)熔炼：将坩埚预热至350℃，取出坩埚后在内外表面涂抹水玻璃，继续放回炉内加热直到水玻璃蒸发，待温度升至500℃，取出坩埚将纯镁块放置在坩埚底部继续加热，并撒上一层覆盖剂。温度升至650℃时，镁块已经融化，打开炉盖除去金属液表面残渣，然后加入Mg-Y合金，撒上少许覆盖剂。温度至720℃后，保温10-20min，待Mg-Y金属块完全熔化后，加入Zn，撒少许覆盖剂，保温5min后，打开炉盖除去金属液表面残渣。加入一定量的石墨颗粒，搅拌速度设置为800r/min，搅拌时间为3分钟。(3)浇铸：保温10分钟左右后，打开炉盖将残渣除去后将金属液倒入模具中进行浇注成型。2.样品表征(1)能谱分析通过对试样进行能谱分析，结果显示该材料的主要组成物为：α-Mg，长周期堆垛结构相及石墨颗粒。(3)阻尼性能测试阻尼性能测试在动态力学分析仪（DMA-Q800）上进行，将试样制成50×5×1mm的标准试样，阻尼性能值0.03，属于高阻尼材料。实施例21.样品制备(1)材料准备：纯Mg（纯度99.95%），纯Zn（纯度99.9%），Mg-Y中间合金（Y含量为25wt%），石墨颗粒的含量为0.5%，颗粒大小为5000目的石墨颗粒。(2)熔炼：将坩埚预热至350℃，取出坩埚后在内外表面涂抹水玻璃，继续放回炉内加热直到水玻璃蒸发，待温度升至500℃，取出坩埚将纯镁块放置在坩埚底部继续加热，并撒上一层覆盖剂。温度升至650℃时，镁块已经融化，打开炉盖除去金属液表面残渣，然后加入Mg-Y合金，撒上少许覆盖剂。温度至720℃后，保温10-20min，待Mg-Y金属块完全熔化后，加入Zn，撒少许覆盖剂，保温5min后，打开炉盖除去金属液表面残渣。加入0.5%-2vt%的石墨颗粒，搅拌速度设置为800r/min，搅拌时间为3分钟。(3)浇铸：保温10分钟左右后，打开炉盖将残渣除去后将金属液倒入模具中进行浇注成型。2.样品表征(1)能谱分析通过对试样进行能谱分析，结果显示该材料的主要组成物为：α-Mg，长周期堆垛结构相及石墨颗粒。(2)阻尼性能测试阻尼性能测试在动态力学分析仪（DMA-Q800）上进行，将试样制成50×5×1mm的标准试样，与基体材料进行对比。阻尼性能大于0.05，属于高阻尼材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过加入石墨颗粒提高Mg

【技术特征摘要】
1.一种通过加入石墨颗粒提高Mg97Zn1Y2镁合金阻尼性能的镁基复合材料的制备方法，其特征在于该合金中含有均匀分布的石墨颗粒及LPSO相。


2.一种如权利要求1所述的通过加入石墨颗粒提高Mg97Zn1Y2镁合金阻尼性能的镁基复合材料的制备方法，其特征在于石墨颗粒的含量为0.5%-2%，石墨颗粒的尺寸为700-5000目。


3.一种如权利要求1所述的通过加入石墨颗粒提高Mg97Zn1Y2镁合金阻尼性能的镁基复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
(1)材料准备：纯Mg（纯度99.95%），纯Zn（纯度99.9%），Mg-Y中间合金（Y含量为25wt%），不同尺寸的石墨颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：万迪庆，方康锦，刘雅娟，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36