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1

镁铝合金及其复合材料的半固态成形

论文；专利；检测报告；会议报告

兰州理工大学

陈体军、李元东、马颖、阎峰云

2013-2017年

为了满足高端装备对高性能轻金属材料的需求，针对半固态成形技术，开发出高性能低成本的新型镁合金和基于冷却倾斜板铸造的自孕育制浆流变成形技术，研究了该镁合金及典型镁、铝合金成形工艺-组织-力学性能间的关系；但因合金自身熔点低，难以胜任高温等苛刻条件下的使用，故提出并研究了粒子增强镁、铝基复合材料的粉末触变成形新技术，开发出中试规模的高性能IGBT基板用复合材料的高效制备技术；然而，单质粒子增强的复合材料通常以牺牲延伸率为代价，为此，提出了自生芯-壳结构粒子替代传统单质粒子的思路，研究了该材料的粉末触变成形制备技术、增强增韧机理。

主要创新或结论： 1. 开发的Mg-Zn-Al三元系列镁合金，经触变成形、T6处理后抗拉强度较AZ91D的提高40%；2. 温度场均匀化、激冷、剪切等促进的异质形核、晶粒游离以及熟化是自孕育制浆技术细小、圆整初生相形成的主因；3. 粉末触变成形SiCp/2024Al基复合材料200℃时的抗拉强度、屈服强度较2024合金的分别提高38%和1倍；建立的强化模型能够准确预测材料的屈服强度；4. 高体积SiCp/Al-Si基复合材料的抗折强度、导热率和线膨胀系数分别为390MPa、200W/(m·K)和9ppm/K，相当或优于国外同类产品的性能；5. 芯-壳结构Ti-(Si-Al3Ti)p/A356复合材料具有与Al3Ti增强材料相当的抗拉强度，且因球状芯壳结构和复合壳层所致的裂纹延缓产生、扩展，延伸率几乎是后者的3倍，

发表的相关论文被引600余次，国内外学术机构多次邀请撰写著作、邀请报告；关于IGBT基板用复合材料的制备技术，已与一家企业签订合作、转让协议。