熱處理及稀土元素對Mg-Zn-Zr鎂合金電磁屏蔽性能的影響.pdf

1、隨著電子、通信產業(yè)的快速發(fā)展，電磁輻射產生的電磁干擾正日益威脅各國的信息安全，危害人類身體健康。因此，發(fā)展有效且實用的電磁屏蔽材料以維護電磁環(huán)境安全，延長電子設備壽命勢在必行。迄今為止，傳統(tǒng)高導電、導磁類金屬材料和聚合物復合材料是普遍使用的電磁屏蔽材料。然而，傳統(tǒng)高導電、導磁類金屬材料的密度較大，復合材料的強度較差等缺點限制了這兩種材料的應用前景。眾所周知，鎂合金具有密度低、高比強度及比剛度、良好的導電性和電磁屏蔽性能等優(yōu)點。因此，鎂合

2、金被認為是潛在的電磁屏蔽材料。然而，關于鎂合金電磁屏蔽性能的研究相當有限。
　　本文對Mg-Zn-Zr鎂合金進行不同的熱處理和添加不同含量的稀土元素Ce、Y，以期獲得電磁屏蔽性能良好的優(yōu)化熱處理工藝和優(yōu)化合金成分。并采用金相分析、XRD、SEM、EDS、EBSD、拉伸、顯微硬度、電導率及電磁屏蔽效能測試等實驗手段，研究了熱處理和稀土元素Ce、Y對Mg-Zn-Zr鎂合金在不同狀態(tài)下的組織和性能的影響。由此得到的研究結果如下：

3、　?、贌崽幚砟軌蝻@著影響擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性能。T5和T6熱處理顯著提高了合金在30-1500MHz頻率范圍內的電磁屏蔽性能。固溶400℃/5h+時效170℃/25h熱處理和直接時效150℃/15h熱處理分別是提高擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr鎂合金電磁屏蔽性能最優(yōu)的T6和T5熱處理工藝。這兩種熱處理條件下的Mg-Zn-Zr合金的電磁屏蔽效能(SE)分別提高到了62-75dB和70-80dB。同時，合金具有良好的力學性能。T

4、5和T6熱處理能夠提高Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性能主要歸因于合金電導率的提高，這是由合金中析出的大量第二相所引起的。然而，第二相的粗化將削弱其對電磁屏蔽性能的貢獻。
　　②稀土元素Ce能夠顯著細化Mg-Zn-Zr鎂合金的晶粒，并形成Mg-Zn-Ce三元相。不同Ce添加量的合金經擠壓變形后的組織均勻性存在差異，其中Ce添加量為1％時，合金的組織均勻性最優(yōu)。添加0.5%~3%Ce均提高了擠壓態(tài)Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性

5、能，特別是添加1%Ce合金的屏蔽效能SE高達70-82dB，且該合金具有良好的屈服強度和塑性。后續(xù)時效熱處理150℃/25h進一步將該合金的SE提高至78-89dB。稀土Ce能夠改善Mg-Zn-Zr鎂合金的電磁屏蔽性能主要依賴于合金電導率的提高和組織均勻性的增強。電導率的提高源于合金中形成的大量Mg-Zn-Ce三元相。
　　③稀土元素Y對Mg-Zn-Zr鎂合金的細化作用較小，與Mg、Zn形成Mg-Zn-Y三元相。添加1%Y時，合金