自贡镁基复合材料加工镁基轻合金

粉末冶金是镁基纳米复合材料常用的固态合成方法之一。在步中，金属合金和粉末形式的陶瓷颗粒混合混合在一起以获得均匀的混合物。混合参数是根据金属合金和增强粉末之间的密度差决定的。

随后使用冷压机或热压机或热等静压机压实混合粉末。通过加热到预定温度来烧结生坯，以恢复机械性能。具有简单几何形状的近净形部件可以通过PM技术制造。

这些复合材料正在成为从航空航天，汽车到体育工业等许多重量关键工程应用的潜在候选者。它们不仅比铝和钛轻得多，而且还可以使用传统和的加工方法进行加工。

搅拌铸造是传统的大批量生产技术，能够在镁基体中产生纳米颗粒的均匀分散。已经尝试使用超声空化作为分散纳米增强材料的手段进行改进，并取得了可喜的结果。

镁基复合材料由镁及其合金作为基体，添加一些强化材料形成的一类材料，其具有轻质、高强度、刚性好等优良性能，因此在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用。但是，在潮湿、高温及一些恶劣环境下，镁基复合材料往往易受到腐蚀影响，从而降低其使用寿命和安全性。因此，提高镁基复合材料的耐腐蚀性能是一项非常重要的任务。

以MgO为添加剂制备的镁基复合材料能够有效地提高复合材料的耐腐蚀性能，这是因为MgO不仅可以占据复合材料中的孔隙，从而使得复合材料的致密性增加，还能够促进复合材料表面形成一层致密的氧化膜。研究表明，当MgO含量为3%时，复合材料的耐腐蚀性能达到佳，MgO含量过高或过低时，复合材料的耐腐蚀性能均会降低。
合金化是提升材料弹性模量的有效手段之一。根据合金元素在材料内的存在形式，可分为两类：形成固溶体或金属间化合物。当合金元素以固溶元素形式存在时，无论是连续还是非连续固溶体，其弹性模量相比纯镁都没有较大的提升。表1展示了一些纯镁及镁合金弹性模量的实验值及性原理计算值。研究发现Mg-X合金的弹性模量受合金元素价层电子的影响。当合金元素以析出第二相的形式存在于镁合金中时，其提升模量的效率相对较高，也是目前合金化法提升镁弹性模量的主要方法。表2列举了一些析出强化型镁合金的性能参数，可以发现析出相的模量相对镁基体有一定提升，但依然无法和外加的高模量颗粒或纤维等相比。此外，析出相与镁基体的界面类型也对材料的模量及综合性能有很大的影响。
镁合金由于良好的生物相容性和可生物降解性，密度和弹性模量与人骨相近，在生物医疗领域备受关注。此外，镁资源丰富，是人体所需的微量元素之一，开采价格低廉而被认为是有价值的生物材料之一。然而镁的电极电位低(-2.37V)，作为植入体，镁合金基体与第二相之间因电位差易发生电偶腐蚀，α-Mg为阳极，使得镁合金在骨愈合之前过早的丧失其结构和力学性能。因此提高镁合金的腐蚀性能是其在医疗领域获得良好应用的前提。在镁合金中添加增强体可有效提高镁合金的综合性能。石墨烯是由一层六边形蜂窝结构的碳原子杂化构成的，同时具有出色的抗渗透性，可以在基体与腐蚀介质之间形成保护膜，从而阻止腐蚀介质与材料基体界面处的电子交换，进而提高材料的耐腐蚀性能。因此利用石墨烯的抗渗透性有望提高镁合金的耐蚀性。