400-886-0902
您的位置:首页 > 客户服务 > 技术资料 > “多耐”镁合金的奥秘,来听听三大金刚怎么说

“多耐”镁合金的奥秘,来听听三大金刚怎么说

提供来源:上海百贺 日期:2020年09月18日
导读

大家好,我是合金家族中较美的那个——镁合金,可能很多人会觉得国防军事航空航天才是我的专长。殊不知,由于我的优点众多,近些年我正在潜移默化的改变着大家的日常生活,此刻您手里的手机、面前的笔记本、出差游玩带的行李箱可能都有我的存在哦。当然,拥有这么多新的住所,离不开勤劳聪明的人类对我“内涵”的提升优化。据我所知,众多科研单位和地方政府早早布局镁合金产、学、研领域,其中比较知名的研究有国家镁合金材料工程技术研究(重庆大学)、上海镁材料及应用工程技术研究、上海交通大学轻合金成型国家工程研究、中科院金属所等等。早期的我惧怕长期的高温、酸性环境及氧气氛围,但是通过人类的一系列研究,目前外界环境对我已经不足以构成威胁,现在的我可“多耐”啦,耐高温、耐腐蚀、耐氧化……

 

那么人类到底做了哪些贡献,有没有兴趣和我一起来看看岛津的三大金刚怎么说?

                           图1 岛津光电直读原子发射光谱仪PDA-7000      

《GB/T 13748 镁及镁合金化学分析方法》系列中1~22个标准分别给出了使用不同方法检测镁和镁合金中的元素的指导方法,如《GB/T 13748.21-2009 镁及镁合金化学分析方法 第21部分:光电直读原子发射光谱分析方法测定元素含量》。岛津PDA-7000系直读光谱仪,通过软件可以在40Hz-500Hz间设定光源的激发频率,可以轻松应对质地较软的镁合金材料。使用岛津PDA-7000直读光谱仪分析镁合金样品,分析数据的准确度(见表1)和再现性指标完全满足GB/T 13748.21-2009之规定,为有色金属镁合金样品的常规元素分析提供了有效的检测手段。

表1 某镁合金样品分析准确度统计

EPMA说:耐高温,因为掺杂稀土元素

图2 岛津电子探针EPMA-1720电子探针显微分析仪

 

当镁合金温度升高时,它的强度和抗蠕变性能会大幅度下降,因此高温性能差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一。对于提高镁合金的室温强度和高温强度,目前应用广泛的一种方法是稀土元素合金强化。下图给出的为Mg-Zn系耐热镁合金元素面分布结果,可以看出试样合金中的稀土几乎全部分布于晶界,但不连续,平均晶粒尺寸直径为24.5 μm,晶界相宽度~2.4 μm。富集于晶粒表面及晶界位置的稀土活性元素可以填充晶界处的晶界空位,改善晶界附近的组织形态,提高高温抗蠕变性能。

                          图3 Mg-Zn稀土合金元素分布位置和形态 

此外,稀土元素之间的特征X射线能量差异比较小,在EDS谱图上特征谱峰会出现严重的相互干扰重叠的现象,如下图所示,电子探针EPMA搭载波谱仪WDS进行微区成分分析,可以很好的解决该问题,顺利完成掺杂稀土元素含量的测定。

                              图4  WDS和EDS成分分析的结果对比

 

               XPS说:耐腐蚀氧化,因为有“防弹”外

                                图5 岛津X射线光电子能谱仪(XPS)Axis Supra+

镁合金具有较活泼的化学性质,例如易与空气中的氧进行反应,且在潮湿大气、含硫气氛、海水及其他含氯离子的介质中容易腐蚀,在镁合金表面制备转化膜可以有效防止镁合金的腐蚀。

 

XPS技术作为一种表面分析手段,主要用于检测样品表面~10 nm深度范围内的信息,因此十分适用于材料表面改性研究。分析得到的O、V元素精细谱测试结果可知,V元素主要以钒酸盐的化学态形式存在,V 2p3/2结合能位于~517.0 eV;Mg元素主要以金属态Mg(1303.4 eV)、表层自然氧化物Mg Oxide(1304.6 eV)的化学态形式存在,可初步判定该样品表面采用的为钒酸盐转化膜工艺。

 

声明:文章来源于岛津公众号,旨在分享若涉及版权问题请电话联系删除021-33587030