镁的氧化行为研究

1、镁的氧化行为研究纯镁的氧化动力学提高镁抗氧化性能途径合金化-加入某些有益元素不但可以提高镁合金的高温抗氧化性能，而且还可提高力学性能、铸造性能等表面改性-形成表面层，不但可以提高高温抗氧化性能，而且还可增加耐腐蚀性、耐磨性以及装饰性等AlCaBe稀土气相沉积离子注入激光改性电镀与化学镀化学转化膜阳极氧化Ca对镁氧化行为影响Ca对燃点的影响表面氧化膜结构存在的问题表面生成CaO+MgO的致密结构Ca的含量不能太高，否则会导致晶间化合物形成网状分布，增大镁合金的脆性Sakamoto、B-S You、黄晓峰等Ca对镁氧化行为影响Be含量与燃点的关系表面氧化膜结构存在的问题Burns、Foerster

2、、曾小勤等双层或多层结构，BeO+MgO为致密层。Be的含量应比较低（0.01%0.125%)，目前可实现无保护的镁合金熔炼Be有剧毒、会造成环境污染，且含量过高时会导致晶粒粗大、增加合金的热裂倾向，降低合金的力学性能稀土N.V.R. Kumar, B.S.You, T. Spassov等稀土元素的优点提高抗氧化的原因存在的问题在过渡族金属的固溶度极低,但能形成金属间化合物原子半径大,可填补金属及晶粒新相的表面缺陷,阻碍晶粒的长大形成的表面膜层有利于提高合金的耐腐蚀,抗氧化等性能促进致密、完成氧化膜的形成对合金初期氧化动力学的影响对氧化膜生长的影响对氧化膜抗剥落性能的影响关于镁合金高温氧化研究

3、较少相应氧化性能和机理 ?阻燃镁合金燃点测试（a）燃点试验（b）燃点试验结果普通镁合金氧化燃烧（650）阻燃镁合金液面平静（750）阻燃镁合金熔炼AZ91D阻燃镁合金氧化膜形貌截面形貌成分分析MartrixOxideMounting(a)AZBR1合金氧化膜二次电子像 (b)O扫描图(c)Mg扫描图(d)Ce扫描图俄歇电子能谱分析CX为元素 的相对原子浓度， 表示在俄歇电子能谱曲线上 元素峰值到峰值的强度（P-P值）， 为元素 的相对灵敏度因子。热力学分析及氧化模型阻燃镁合金氧化动力学离子注入AZ31镁合金等温氧化钇铈钽注入非平衡层分析XRD、SEM、AES、XPS等离子注入表面效应氧化膜结构

4、成分等分析氧化动力学规律氧化热力学分析分析氧化机理建立氧化模型王雪敏：离子注入镁合金高温氧化行为研究MgY合金的高温氧化动力学规律MgY合金在不同温度下的氧化动力学关系：(a) Y=0.82 wt.%, (b) Y=1.09 wt.%, (c) Y=4.31 wt.%, (d) Y=25.00 wt.%；(1) 450 , (2) 500 , (3) 550 , (4) 600 MgY合金的高温氧化动力学规律表1-1 MgY合金的氧化速度常数(mg2/cm4s), (mg/(cm2s)MgY合金的高温氧化动力学规律Y的含量和氧化温度是影响MgY合金高温氧化性能的重要因素。Y都存在一临界值（Yc

5、）：高于Yc时，氧化动力学关系为抛物线规律；低于Yc时，氧化动力学关系仍为线性规律。1.09 wt.%Yc4.31 wt.%后，能形成连续、致密的氧化膜 五、实验结果-稀土合金化1、MgY合金Y能优先于Mg生成Y2O3(6)、热力学简化模型(Y=25.00 wt.%)MgY合金高温氧化的简化模型 =1.035, 1.040, 1.070MgNd合金在500 下的氧化动力学关系：(1)2.87 wt.%,(2)4.50 wt.%,(3)11.20 wt.%,(4)=25.00 wt.% MgNd(Nd=25.00 wt.%)合金的氧化动力学关系：(1) 450 , (2) 500 , (3) 5

6、50 , (4) 600 表1-2 MgNd合金在500 时的氧化速度常数Nd content (wt.%)Parabolic rate constant (mg2/cm4s)2.873.7110-74.506.6910-711.203.2010-625.008.1410-6表1-3 MgNd(Nd=25.00 wt.%)合金的氧化速度常数Oxidation temperature ()Parabolic rate constant (mg2/cm4s)4503.9210-65008.1410-65502.1010-5600MgNd合金的高温氧化动力学规律MgNd(Nd=25.00 wt.%)合金表面氧化物的形貌：(a) 450 , (b) 500 (c) 550 , (d) 600 Mg-10Gd-3Y合金的高温氧化动力学规律Mg-10Gd-3Y合金的氧化动力学关系：(1)450 , (2)500 , (3)550 , (4)600 表1-4 不同温度下Mg-10Gd-3Y合金的氧化速度常数Oxidation temperature (