石嘴山镁基复合材料镁基轻合金

镁基复合材料的研究在过去四十年中因其重量轻、强度重量比高、延展性、硬度、耐磨性和生物降解性而实现了可持续增长。镁基材料目前的目标是在汽车、航空航天、电子、体育和生物医学工程中的应用。

对镁基纳米复合材料进行深入研究的驱动力是利用它们来缓解全球变暖，能源消耗以及土地，空气和水的毒性。纳米长度尺度的增强层的存在导致晶粒细化，导致霍尔-佩奇增强和奥罗文增强，因为存在直径小于100nm的纳米颗粒纤维。

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。

采用半固态注射成型铸造技术制备了石墨烯/镁复合材料。以AZ91D镁合金为基体材料，Gnps作为增强体；AZ91D镁合金颗粒是由铸锭经过颗粒粉碎机粉碎制成，颗粒呈现不规则棒状，长3~6mm，长宽比约为5:1，表1为AZ91D合金的具体成分。石墨烯纳米片/镁(Gnps/ AZ91D)复合材料制备流程包括混料，填料，加热搅拌，高速注射成形等步骤。，分别将5kg的AZ91D镁合金颗粒和相应质量的Gnps(Gnps的质量分数分别为0，0.3%，0.6%，0.9%)加入V型混料机进行混料，混料机转速为20r/min，时间为30min。其次是将混合好的AZ91D镁合金颗粒与Gnps加入镁合金注射成型机的料斗中；然后混合料在料管的螺旋搅拌及料管不同区域加热下形成混合浆料；模温机对模具加热，待模具达设定温度后对其喷涂涂料，然后合模，合模压力达到设定值后，冲头将混合浆料高速射出，充满整个模具型腔，并保压；开模取出铸件后随室温冷却。将不同Gnps含量的铸件放在热处理炉中进行固溶处理，加热温度为400℃保温时间为24h。