混合稀土阻燃鎂合金ZM5表面張力及其對阻燃性能影響研究.pdf

1、鎂合金的合金化阻燃可以減少鎂合金材料在熔煉、澆注、燃燒傾向，降低設(shè)備及工藝的復(fù)雜程度，有著極好的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本課題從合金熔體氧化膜表（界）面張力方面分析阻燃鎂合金的阻燃機理。采用經(jīng)成分配比優(yōu)化后的混合稀土，通過測量添加不同量混合稀土的鎂合金熔體的表面張力，分析混合稀土對熔體的表面張力和熔體/氧化膜界面張力的影響，進(jìn)而研究對阻燃鎂合金的表面氧化膜形成、結(jié)構(gòu)及性能的影響。
　　采用最大氣泡壓力法測量熔體的表面張力。

2、實驗表明，表面張力與溫度和混合稀土的加入量有關(guān)。表面張力隨溫度的升高而降低，在相同溫度下，混合稀土加入量增加，熔體的表面張力減小。
　　混合稀土在熔體中的存在形態(tài)對鎂合金熔體的阻燃效果影響很大。混合稀土以Al-10RE中間合金的形式加入熔體后，將有大量的稀土元素是以鋁稀土相的形態(tài)存在，并以活性原子團(tuán)的形式在熔體中進(jìn)行擴(kuò)散和表面富集。鋁稀土相和稀土原子表面富集會在氧化膜與熔體之間形成一層富稀土的“封閉層”。封閉層可以減少Mg原子與O

3、2接觸的幾率，減少MgO的生成量，同時還會優(yōu)先與氧氣結(jié)合，生成稀土氧化物和氧化鋁。
　　對氧化膜進(jìn)行SEM和XRD分析表明，鎂合金熔體表面的氧化膜由（RE）2O3、MgO、Al2O3組成，稀土氧化物和氧化鋁填補在氧化鎂空隙中，使得氧化膜變得致密。實驗中混合稀土加入量為0.1％時合金熔體的阻燃效果最好。
　　結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和大量的文獻(xiàn)，建立了氧化膜破裂模型、界面潤濕模型、氧化膜的破裂能量公式對稀土在鎂合金熔體中的微觀作用機理和氧