鎂基復(fù)合材料的研究發(fā)展現(xiàn)狀與展望

1、鎂基復(fù)合材料的研究發(fā)展現(xiàn)狀與展望顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料課程名稱：金屬基復(fù)合材料學(xué)生姓名：學(xué)號 : 班級 ：日期 ：2010/12/26鎂基復(fù)合材料的研究發(fā)展現(xiàn)狀與展望顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料摘要：鎂基復(fù)合材料具有很高的比強(qiáng)度、比剛度以及優(yōu)良的阻尼減震性能，是汽車制造、航空航天等領(lǐng)域的理想材料之一。本文綜述了顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究概況，鎂基復(fù)合材料常用的基體合金和常用的增強(qiáng)相。著重介紹了其制備方法、力學(xué)以及阻尼性能，并對它的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：鎂基復(fù)合材料；制備方法；基體鎂合金；顆粒增強(qiáng)體；性能1.前言與傳統(tǒng)的金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度、耐高溫、耐磨損耐疲勞、熱膨脹

2、系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能。金屬基復(fù)合材料的增強(qiáng)體主要有長纖維、短纖維、顆粒和晶須等，其中顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料由于制備工藝簡單、成本較低微觀組織均勻、材料性能各向同性且可以采用傳統(tǒng)的金屬加工工藝進(jìn)行二次加工等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域最重要的研究方向，正在向工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展。 顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的主要基體有鋁、鎂鈦、銅和鐵等，其中鋁基復(fù)合材料發(fā)展最快；由于鎂的密度更低(1.74 gcm3)，僅為鋁的 23，具有更高的比強(qiáng)度、比剛度，而且具有良好的阻尼性能和電磁屏蔽等性能，鎂基復(fù)合材料正成為繼鋁基之后的又一具有競爭力的輕金屬基復(fù)合材料。鎂基復(fù)合材料因其密度小，

3、且比鎂合金具有更高的比強(qiáng)度 、比剛度、耐磨性和耐高溫性能，受到航空、航 天 、汽車、機(jī)械及電子等高技術(shù)領(lǐng)域的重視自20世紀(jì)8O年代至現(xiàn)在，鎂基復(fù)合材料已成為金屬基復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)之一。顆粒增強(qiáng)鎂基 復(fù)合材料與連續(xù)纖維增強(qiáng)、非連續(xù) (短纖維、晶須等)纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料相比，具有力學(xué)性能呈各 向同性、制備工藝簡單、增強(qiáng)體價(jià)格低廉 、易近終成型、易機(jī)械加工等特點(diǎn)，是目前最有可能實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)模化商業(yè)生產(chǎn)的鎂基復(fù)合材料。2制備方法 21粉末冶金法 粉末冶金法是把微細(xì)純凈的鎂合金粉末和增顆粒均勻混合后在模具中冷壓 ，然后在真空中將合體加熱至合金兩相區(qū)進(jìn)行熱壓，最后加工成型得復(fù)合材料的方法 。粉末冶金

4、的特點(diǎn) ：可控制增顆粒的體積分?jǐn)?shù) ，增強(qiáng)體在基體中分布均勻；制備溫度較低 ，一般不會發(fā)生過量的界面反應(yīng)。該法工藝設(shè)備較復(fù)雜，成本較高，不易制備形狀復(fù)雜的零件。 2.2熔體浸滲法 包括壓力浸滲、無壓浸滲和負(fù)壓浸滲。壓力浸滲是先將增強(qiáng)顆粒做成預(yù)制件，加入液態(tài)鎂合金后加壓使熔融的鎂合金浸滲到預(yù)制件中，制成復(fù)合材料采用高壓浸滲，可克服增強(qiáng)顆粒與基體的不潤濕情況，氣孔、疏松等鑄造缺陷也可以得到很好的彌補(bǔ)。無壓浸滲是指熔的鎂合金在惰性氣體的保護(hù)下，不施加任何壓力對增強(qiáng)顆粒預(yù)制件進(jìn)行浸滲。該工藝設(shè)備簡單 、成本低 ，但預(yù)制件的制備費(fèi)用較高，因此不利于大規(guī)模生產(chǎn)。增強(qiáng)顆粒與基體的潤濕性是無壓浸滲技術(shù)的關(guān)鍵。負(fù)

5、壓浸滲是通過預(yù)制件造成真空的負(fù)壓環(huán)境使熔融的鎂合金滲入到預(yù)制件中。由負(fù)壓浸滲制備的SiCMg顆粒在基體中分布均勻。 2.3全液態(tài)攪拌法 在保護(hù)氣氛下，將增強(qiáng)顆粒加入熔融的鎂合金基體中，再進(jìn)行機(jī)械攪拌，最后澆鑄成型。此方法設(shè)備以及工序簡單，成本也較低，但在攪拌的過程中容易產(chǎn)生氣孔，另外由于增強(qiáng)顆粒與基體的密度不同易發(fā)生顆粒沉積和團(tuán)聚的現(xiàn)象：鑄錠凝固后可以進(jìn)行熱擠壓 ，可以改善基體和增強(qiáng)顆粒間的界面完整性以及增強(qiáng)相在基體中的均勻分布 ，并且在擠壓的過程中發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，復(fù)合材料發(fā)生了明顯的晶粒細(xì)化現(xiàn)象。2.4半固態(tài)攪熔鑄造法 半固態(tài)攪熔鑄造法是指將增強(qiáng)顆粒加入由機(jī)械攪拌的半固態(tài)基體中，待混合均勻

6、后升至熔點(diǎn)溫度澆鑄，凝固后得到鎂基復(fù)合材料的方法。此方法可以避免全液態(tài)攪拌法易產(chǎn)生氣孔和發(fā)生顆粒沉積及團(tuán)聚的現(xiàn)象。該工藝較有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。2.5噴射沉積法 此工藝首先用高壓的惰性氣體流將液態(tài)鎂合金霧化 ，形成熔融狀態(tài)的鎂合金噴射流，同時(shí)將增強(qiáng)顆粒噴入鎂合金噴射流中，使顆粒和基體的混合體沉積到襯底上 ，凝固后得到鎂基復(fù)合材料 ：該工藝所制備的復(fù)合材料顆粒在基體中分布均勻、凝固快 、界面反應(yīng)較少。3.鎂基復(fù)合材料常用的基體鎂合金和顆粒增強(qiáng)體3.1常用的基體鎂合金鎂基復(fù)合材料要求基體組織細(xì)小、均勻，基體合金使用性能良好根據(jù)鎂基復(fù)合材料的使用性能，對側(cè)重鑄造性能的鎂基復(fù)合材料可選擇不含Zr的鑄造

7、鎂合金為基體；側(cè)重?cái)D壓性能的則一般選用變形鎂合金。這些基體鎂合金主要有鎂鋁鋅系(A731、AZ61、AZ91)、鎂鋅鋯系、鎂鋰系、鎂鋅銅系(ZC71)鎂錳系、鎂稀土鋯系、鎂釷鋯系和鎂釹銀系等。純鎂的強(qiáng)度較低，不適合作為基體，一般需要添加合金元素以合金化。主要合金元素有 A1、Mn、Zn、Li、AS、Zr、Th、Ni和稀土元素等。這些合金元素在鎂合金中具有固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化等作用，添加少量AI、Mn、Zn、Zr、Be等可以提高強(qiáng)度；Mn可提高耐蝕性；Zr可細(xì)化晶粒和提高抗熱裂傾向；稀土元素除具有類似zr的作用外，還可以改善鑄造性能、焊接性能、耐熱性以及消除應(yīng)力腐蝕傾向；Li除可在很大程

8、度上降低復(fù)合材料的密度外，還可以大大改善基體鎂合金的塑性。3.2常用的顆粒增強(qiáng)體根據(jù)鎂基復(fù)合材料的使用性能、基體鎂合金的種類和成分來選擇所需的顆粒增強(qiáng)體要求增強(qiáng)體與基體物理、化學(xué)相容性好，應(yīng)盡量避免增強(qiáng)體與基體合金之間的有害界面反應(yīng)，并使其與基體潤濕性良好，載荷承受能力強(qiáng)等采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┦诡w粒在基體內(nèi)分布均勻，減少顆粒間的團(tuán)聚，以改善材料受載時(shí)內(nèi)部的應(yīng)力分布，是保證復(fù)合材料具有 良好性能的關(guān)鍵之一。制備方法可分為外加顆粒和原位內(nèi)生顆粒法兩種。外加顆粒法制備鎂基復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，但易造成顆粒表面的污染，基體和顆粒表面潤濕困難，導(dǎo)致界面強(qiáng)度的降低。原位內(nèi)生法是增強(qiáng)顆粒在金屬基體中通過原

9、位反應(yīng)形成的，因而熱力學(xué)上穩(wěn)定，顆粒表面無污染，增強(qiáng)體與基體潤濕性良好故界面結(jié)合強(qiáng)度高。原位增強(qiáng)體顆粒細(xì)小(通常為亞微米至微米級 )，因而與外加顆粒(通常為幾十個(gè)微米)法相比，原位顆粒增強(qiáng)作用更顯著。但原位反應(yīng)法的缺點(diǎn)是反應(yīng)過程往往不徹底，反應(yīng)過程中的中間相(亞穩(wěn)相)有時(shí)會作為有害相殘留在基體中(如 MgAlTiC體系中會生成脆性相 TiAl3)。碳化物SiC顆粒SiC的硬度高，耐磨性能好，并具有抗熱沖擊、抗氧化等性能。鎂沒有穩(wěn)定的碳化物，SiC在鎂中熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，因此，SiC常用作鎂基復(fù)合材料的增強(qiáng)相，并且來源廣泛，價(jià)格便宜，用其作為增強(qiáng)顆粒制備鎂基復(fù)合材料具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。SiC具有

10、SiC、SiC兩種晶體結(jié)構(gòu)，SiC為密排六方結(jié)構(gòu)，但SiC有許多變體結(jié)構(gòu)(即c值不同)，SiC為面心立方結(jié)構(gòu)。SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料是目前研究最多的鎂基復(fù)合材料之一，其制備方式主要是外加方式。常用的制備方法除攪拌鑄造法外，還有擠壓鑄造法、粉末冶金法 、噴射沉積法、復(fù)合鑄造法以及機(jī)械合金化法。其中攪拌鑄造法是制備 SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的一種典型工藝，已有幾家公司采用攪拌鑄造法成功地開發(fā)出SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料。1986年美國 Dow Chemical公司采用攪拌鑄造法制備出SiCPAZ91，并制備出皮帶輪等樣品零件。其優(yōu)異的性能引起人們的普遍關(guān)注。而擠壓鑄造法是目前制備顆粒增強(qiáng)鎂基

11、復(fù)合材料最成功的工藝之一。其 中，預(yù)制塊中增強(qiáng)體的分布，預(yù)制塊和模具的預(yù)熱溫度，浸滲壓力大小均對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。表 1給出的是采用攪拌鑄造法制備的鑄態(tài)AZ91和鑄態(tài) AZ91+10 vo1SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的常溫力學(xué)性能。從表 1可以看出與基體合金相比，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、延伸率下降，但彈性模量、屈服強(qiáng)度提高。復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度減小是因?yàn)殍T態(tài)復(fù)合材料顆粒團(tuán)聚，并帶有一定量的氣孔。在拉應(yīng)力作用下此處優(yōu)先形成微裂紋，從而使強(qiáng)度降低。表 1 鑄態(tài) AZ91、鑄態(tài) SiCMg復(fù)合材料的室溫性能表 2給出的是采用擠壓鑄造法制備的鑄態(tài)AZ91和 AZ91+20 vo1SiC鎂基復(fù)

12、合材料的力學(xué)性能。由表2可以看出，小顆粒(15m)增強(qiáng)的復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均比大顆粒(52m)增強(qiáng)的復(fù)合材料要好。這是因?yàn)楫?dāng)體積分?jǐn)?shù)相同時(shí)，增強(qiáng)相顆粒越小，粒子間距 就越小。 表 2 擠壓鑄造法制備的AZ91、SiCMg復(fù)合材料的室溫性能 鎂對 SiC具有良好的潤濕性，并且SiCPMg復(fù)合材料界面光滑，無界面反應(yīng)。采用鑄造法制備顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料時(shí)，凝固過程對界面微觀結(jié)構(gòu)有著很大的影響，進(jìn)而影響到復(fù)合材料的性能。然而到目前為止，關(guān)于顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的凝固過程，尤其是關(guān)于形核過程的研究較少。鎂不易形成穩(wěn)定的碳化物，所以碳化物陶瓷顆粒在純鎂中是穩(wěn)定的。然而，在含有鋁的鎂合金(如AZ

13、91)中。如果接觸時(shí)間足夠長 ，則會在這 鎂合金中發(fā)生反應(yīng)形成碳化物。如 SiC與Al會發(fā)生如下反應(yīng)： 4Al+3SiCAl4C3+3Si該反應(yīng)生成的Al4C3溶于水，因而降低鎂基復(fù)合材料的耐蝕-性能。Al4C3的形成同時(shí)伴隨Si的析出(與鎂反應(yīng)生成 Mg2Si)，這就改變了基體合金的化學(xué)成分。盡管 SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究很多，但多集中于制備方法、組織和性能。關(guān)于基礎(chǔ)理論的研究較少。應(yīng)進(jìn)一步開展對SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的凝固理論研究。B4C顆粒B4C為菱面體站構(gòu)，高熔點(diǎn)、高硬度，硬度僅次于金剛石與立方氮化硼，是密度最低的陶瓷材料，熱膨脹系數(shù)相當(dāng)?shù)?，價(jià)格也較便宜。B4C顆 粒增強(qiáng)鎂

14、基復(fù)臺材料的制備方法有擠壓鑄造法 、粉末冶金 法、壓力浸滲法、和只適用于MgLi基體臺金的箔冶金擴(kuò)散焊接法。B4C顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有很大的應(yīng)用潛力。TiC顆粒TiC為面心立方晶格，具有高熔點(diǎn)、高硬度及高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。TiC與鎂的潤濕性好于與鋁的潤濕性。且不和鎂發(fā)生界面反應(yīng)。因此，TiC是作為鎂的增強(qiáng)相的較佳選擇。TiC顆粒增強(qiáng) 鎂基復(fù)合材料的制備方法有攪拌鑄造法、機(jī)械合金化、中問臺金法和高溫自蔓延法等。硼化物TiB2顆粒TiB2是一種新型的工業(yè)陶瓷原料。具有硬度大，耐磨損，耐酸堿，導(dǎo)電性與穩(wěn)定性好等優(yōu)異特性，TiB2Al復(fù)合材料得到了廣泛的研究。鎂的晶格常數(shù)為a0.320936nm，

15、c=0.52112nm，ca =16238；TiB2的晶格常數(shù)為a0.303034nm，c =0.322953nm,ca =1066。TiB2晶格排列方式與鎂的排列方式極其相似，均為密排六方結(jié)構(gòu)。因此，作為增強(qiáng)相來說，TiB2在與鎂的結(jié)合上有很大的有利之處。TiB顆粒TiB具有高硬度、高熔點(diǎn)、良好的導(dǎo)電性、抗熔融腐蝕性等，是作為鎂基復(fù)合材料增強(qiáng)相的較佳選擇。但是，遺憾的是對于TiB顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究報(bào)道很少。有關(guān)TiB顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究還應(yīng)繼續(xù)開展。氧化物顆粒氧化物彌散強(qiáng)化機(jī)制日益受到研究者的重視，過去研究者只限于制備小體積分?jǐn)?shù)的MgO增強(qiáng)鎂基復(fù)臺材料現(xiàn)在已有研究者制備出大體積

16、分?jǐn)?shù)MgO增強(qiáng)鎂基復(fù)臺材料。采用熔體浸滲法制備出30vo1Y2O3Mg復(fù)合材料，微觀組織分析表明：Y2O3在基體中分布均勻，顆粒細(xì)小(約0.88m)，并且力學(xué)性能得到很大的提高。金屬間化合物Mg2Si具有低的密度(1.99cm )、高的硬度、高的屈服強(qiáng)度、低的熱膨脹系數(shù)和相對較高的熔點(diǎn)一般采用原位內(nèi)生法制備Mg2Si顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料。制備方法包括機(jī)械合金化法（MA）、快速凝固法(RS)、鑄造法和熱擠壓法等。與鎂合金相比，Mg2Si具有較高的熔點(diǎn)和較好的抗高溫氧化能力。Mg2Si顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料可能替代鎂臺金作耐熱結(jié)構(gòu)材料，但由于Mg2Si較脆，因而又限制了該復(fù)合材料的應(yīng)用。采用MA法制

17、備的鎂基復(fù)合材料，Mg2Si顆粒尺寸最大為22nm，并且Mg2Si在 390時(shí)也處于穩(wěn)定態(tài)。具有良好的高溫性能，克服了一般納米材料不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，但該方法的制備工藝復(fù)雜。Rs法制備的Mg2Si顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有良好的室溫強(qiáng)度和高溫超塑性。采用鑄造法制備的鎂基復(fù)合材料Mg2Si顆粒粗大，力學(xué)性能較差，而經(jīng)過熱擠壓的鎂基復(fù)合材料Mg2Si晶粒細(xì)小，力學(xué)性能得到很大的提高。4.組織和性能4.1基體和增強(qiáng)顆粒的選擇純鎂不適于直接作為鎂基復(fù)合材料的基體，一般需要添加合金元素。常用的合金元素依次有鋁鋅、硅、鋰、銀、鋯、錳和稀土元素等，通常根據(jù)鎂基復(fù)合材料的使用性能選擇基體合金。用作鎂基復(fù)合材料的增強(qiáng)顆

18、粒主要是各種碳化物(如SiC)、氧化物(如Al2O3)、硼化物(如TiB2)以及石墨等。選擇時(shí)主要考慮顆粒的形狀與尺寸、顆粒與基體的物理、化學(xué)相容性等因素，盡量避免增強(qiáng)顆粒與基體合金之間的界面反應(yīng)，同時(shí)還要考慮增強(qiáng)顆粒的各項(xiàng)力學(xué)性能、物理性能以及制備成本。 近幾年有研究者嘗試采用金屬或合金顆粒作為鎂基復(fù)合材料的增強(qiáng)體，取得了很好的效果。一些金屬顆粒(如鈦、鎳和銅等)具有較高的模量和強(qiáng)度，且塑性較好，用作鎂基復(fù)合材料的增強(qiáng)體，不僅可以提高材料的強(qiáng)度等指標(biāo)，而且能夠保持與基體鎂相當(dāng)?shù)乃苄浴?.2增強(qiáng)顆粒對基體組織結(jié)構(gòu)的影響顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的晶粒與基體相比發(fā)生了明顯的細(xì)化現(xiàn)象。顆粒對基體的細(xì)化機(jī)

19、制可能是初生-Mg相在顆粒表面非勻質(zhì)形核及顆粒阻止-Mg相生長共同作用的結(jié)果。在相同的體積分?jǐn)?shù)的顆粒下，顆粒越細(xì)，則能滿足-Mg相非勻質(zhì)形核所要求的界面特征、錯配度和溫度條件，可成為初生-Mg相形核襯底的顆粒數(shù)量就越多，從而對基體的細(xì)化作用也越強(qiáng)。由于增強(qiáng)顆粒與基體在力學(xué)和熱力學(xué)上的不匹配，將會在界面及近界面處產(chǎn)生熱錯配殘余應(yīng)力，引起基體發(fā)生塑性流變，在基體中形成了高密度的位錯。4.3顆粒增強(qiáng)鎂合金的力學(xué)性能目前，對于顆粒增強(qiáng)金屬基包括鎂基復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制還沒有一個(gè)統(tǒng)一而完善的理論。普遍認(rèn)為，顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)制主要有以下幾點(diǎn)：由于基體與增強(qiáng)體熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致材料內(nèi)產(chǎn)生熱殘余應(yīng)力以及由

20、于熱殘余應(yīng)力釋放導(dǎo)致基體中產(chǎn)生高密度位錯；增強(qiáng)體的加入對基體變形的約束以及對基體中位錯運(yùn)動的阻礙產(chǎn)生了強(qiáng)化；基體向增強(qiáng)體的載荷傳遞以及晶粒細(xì)化強(qiáng)化等。然而由于材料的強(qiáng)度、韌性和斷裂等力學(xué)性能與材料的原位特性有關(guān) ，對材料中的界面、缺陷等局部缺陷很敏感，屬高階性能，往往出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，即當(dāng)幾個(gè)因素同時(shí)在材料中起作用時(shí)，材料的某些特性可能發(fā)生急劇變化。因此，不能簡單認(rèn)為復(fù)合材料的高強(qiáng)度是上述強(qiáng)化因素簡單的疊加效應(yīng)。由于在制備工藝、增強(qiáng)相種類、參數(shù)和體積分?jǐn)?shù)以及基體合金等方面的不同，鎂基復(fù)合材料的力學(xué)性能有一定的差異。一般來說，加入增強(qiáng)顆粒后材料的硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，而伸長率則有所下降。如以

21、陶瓷顆粒作為增強(qiáng)體，可以獲得更高的硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，但伸長率下降較快；而以金屬顆粒作為增強(qiáng)體的復(fù)合材料，可獲得較好的塑性，這主要是因?yàn)榻饘兕w粒本身具有較好的塑性，而且與基體鎂的相容性良好。 與強(qiáng)度等力學(xué)性能相比，彈性模量屬于低階性能，對材料中的界面、缺陷等不敏感。按照簡單的混合定律，由于所加入的陶瓷或金屬顆粒增強(qiáng)體的彈性模量都遠(yuǎn)高于鎂基體，因此所得到的鎂基復(fù)合材料的彈性模量均高于基體鎂或鎂合金。增強(qiáng)體的彈性模量越大，復(fù)合材料的彈性模量也越大，而且伴隨著增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)的增大，上述趨勢愈加明顯。4.4顆粒增強(qiáng)鎂合金的阻尼性能阻尼性能通常又稱為減振性能，是一個(gè)由時(shí)間決定的與彈性相關(guān)的物理性能

22、，通常用內(nèi)耗值 Q 來表征 。在所有的金屬結(jié)構(gòu)材料中，鎂的阻尼性能最好，其 Q 值約為 0.010.02，而鋁合金、鈦合金、鋼等的阻尼值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 0.01。因此，采用高阻尼鎂合金為基體，選擇合適的增強(qiáng)體，通過合理的設(shè)計(jì)，可望使復(fù)合材料最大 Q 值達(dá)到 0.01以上，獲得高阻尼、高強(qiáng)度和低密度的減振材料。當(dāng)溫度在 75以下，純鎂的阻尼性能要優(yōu)于 SiCp增強(qiáng)的鎂基復(fù)合材料；而高于75時(shí)，復(fù)合材料的阻尼性能要好于純鎂。認(rèn)為在溫度較低時(shí)，鎂和 SiC的本征阻尼在起作用，鎂和SiC顆粒的阻尼為 0.02和0.002，根據(jù)混合定律，復(fù)合材料的阻能性能將小于純鎂基體；而當(dāng)溫度高于75，界面阻尼機(jī)制起主導(dǎo)作

23、用，使復(fù)合材料的阻尼性能高于純鎂。4.5耐磨性鎂合金基體中分布著強(qiáng)度、硬度都較高的陶瓷增強(qiáng)體時(shí)，增強(qiáng)顆粒在磨損過程中將起到支撐載荷的作用，減少鎂合金基體的粘著磨損，使鎂基復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐磨性。5.顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢5.1由于在金屬基體內(nèi)原位生成的高硬度高彈性模量的陶瓷顆粒增強(qiáng)相具有表面無污染與基體相容性良好，界面結(jié)合強(qiáng)度高等傳統(tǒng)復(fù)合工藝無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此，借鑒目前原位內(nèi)生顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料較成熟的制備技術(shù)，探索高性能、低成本、容易大規(guī)模生產(chǎn)的原位顆粒內(nèi)生半固態(tài)鎂基復(fù)合材料制備技術(shù)將成為研究熱點(diǎn)之一；5.2顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料熱力學(xué)及動力學(xué)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)將成為研究熱點(diǎn)之一； 5.3控制陶瓷顆粒增強(qiáng)相與鎂