超轻镁锂基材料电磁屏蔽性能调控研究
批准号:
51871068
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
巫瑞智
依托单位:
学科分类:
E0104.金属结构材料与力学行为
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯静、侯乐干、王丹、武华杰、钟峰、王佳豪、刘宏宇、纪晴、张舜
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中文摘要
针对目前提升镁合金电磁屏蔽性能主要局限于通过提高合金导电性的现状,本项目提出通过提升合金导电性、增加电磁反射界面、引入磁性材料三种途径,获得宽频段高电磁屏蔽性能的镁锂基复合材料。. 项目提出以双相镁锂合金作研究对象,设计和制备含大量含稀土析出相和LPSO结构的镁锂合金,同时引入铁氧体,对其进行累积叠轧加工,实现累积叠轧-固态复合一体化加工。综合利用时效析出导致的电导率提升、细晶化产生的大量晶界、双相镁锂合金基体的相界、基体与析出相的相界、叠层间的界面、LPSO的层状结构、含稀土析出相与LPSO的磁性能以及铁氧体的磁性能等提升电磁屏蔽性能的有利因素。研究以上各因素对于镁锂基复合材料电磁屏蔽性能的作用行为,各种因素在发挥电磁屏蔽效能作用中的排序以及各因素之间的协同作用机理。
英文摘要
Presently, the research about electromagnetic shielding of Mg alloys mainly focuses on the improvement of electron conductivity. Research proposal is put forwards in this project to obtain Mg-Li matrix composite with good electromagnetic property in a wide frequency through three ways of increasing electron conductivity, increasing reflecting interface and introducing magnetic materials.. In this project, Mg-Li alloy with duplex phases is chosen as research subject. The alloy with many precipitates containing RE and LPSO structure will be prepared. Ferrite will be also introduced into the alloy with accumulative roll bonding to obtain composite materials. The beneficial factors of improvement of electron conductivity due to aging precipitation, huge grain boundary due to refinement, phase boundary between alfa(Mg) and beta(Li), phase boundary between matrix and precipitates, interface between laminates, the magnetic property of precipitates containing RE, LPSO and ferrite are comprehensively considered and combined to fabricate an ideal material. The effects of these factors on the electromagnetic property will be studied. The influence sequence of these factors and the synergy effects of them will be also researched.
Mg-Li合金因具有高比强度和比刚度、良好的塑性变形能力等优点,而被广泛应用于航空航天、3C等领域。然而,Mg-Li合金在作为电磁屏蔽材料方面尚未得到充分的开发。此外,Mg-Li合金难以满足目前航天和国防装备领域同时要求具有一定力学性能和电磁屏蔽性能的需求。因此,本项目选择α-Mg/β-Li双相Mg-Li合金作为研究对象,采用合金化、热处理、塑性变形、复合加工等一系列的制备工艺,通过显微组织表征、电磁屏蔽和力学性能测试等方法,从基体相组织、织构、第二相、叠层结构和复合增强体等多个方面来探讨Mg-Li合金电磁屏蔽性能和力学性能的变化规律和作用机理,获得了结构及功能一体化的高性能Mg-Li基材料。结果表明,由于α-Mg具有比β-Li更好的电导率,α-Mg和β-Li之间的阻抗失配增加了材料内部的吸收损耗。后续通过轧制变形改变α-Mg和β-Li两相晶粒的取向关系,不仅能使α-Mg和β-Li两相晶粒之间的阻抗失配最大化,而且使合金表面与自由空间的阻抗失配也达到最大化,极大地增加了电磁波的损耗效率,提升了材料的EMI SE。通过热处理和变形工艺调控合金中的第二相,获得形貌规则、数量多且细小、弥散分布的第二相,有效改善合金的电导率并增加电磁波的有效反射界面数,从而使合金的EMI SE得到进一步提升。累积叠轧(ARB)制备层状结构双相Mg-Li基板材的叠层界面对电磁波具有多重吸收和多重反射作用。通过改变层间纳米级NZCF磁性颗粒的含量可实现对NZCF/Mg-9Li复合材料电导率和磁性能的调控。经过四层5道次ARB变形后,均匀分布的MWCNTs和结合良好的层界面使得MWCNTs/Mg-9Li-3Zn-0.5Gd复合材料具有高电导率(7.60 MS/m)、高电磁屏蔽性能(89~100 dB)、高强度(抗拉强度为 280 MPa)和延伸率(17.8 %)适中的优异性能。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
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Microstructure and mechanical properties of Mg-14Li-1Al/MWCNTs composites prepared by electrophoretic deposition and accumulative roll bonding
电泳沉积累积辊压制备Mg-14Li-1Al/MWCNTs复合材料的显微组织和力学性能
DOI:10.1016/j.jmapro.2021.10.040
发表时间:2021-12
期刊:Journal of Manufacturing Processes
影响因子:6.2
作者:Lin Xu;Jiahao Wang;Ruizhi Wu;Jiaxiu Wang;Huajie Wu;Yang Li;Legan Hou;Jinghuai Zhang
通讯作者:Jinghuai Zhang
Combination effects of Yb addition and cryogenic-rolling on microstructure and mechanical properties of LA141 alloy
Yb添加和深冷轧制对LA141合金显微组织和力学性能的联合影响
DOI:10.1016/j.msea.2020.139611
发表时间:2020-06-24
期刊:MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
影响因子:6.4
作者:Jin, Siyuan;Liu, Hongyu;Zhang, Jinghuai
通讯作者:Zhang, Jinghuai
Microstructure and mechanical properties of Mg-5Li-1Al sheets processed by cross accumulative roll bonding
交叉累积轧制Mg-5Li-1Al板材的显微组织与力学性能
DOI:10.1016/j.jmapro.2019.09.004
发表时间:2019-10
期刊:Journal of Manufacturing Processes
影响因子:6.2
作者:Huajie Wu;Tianzi Wang;Ruizhi Wu;Legan Hou;Jinghuai Zhang;Xinlin Li;Milin Zhang
通讯作者:Milin Zhang
Effects of Cold Rolling on Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Mg–14Li–1Zn Alloy
冷轧对Mg-14Li-1Zn合金组织演变及力学性能的影响
DOI:10.1002/adem.201801344
发表时间:2019-03
期刊:advanecd engineering materials
影响因子:--
作者:Kunning Fu;Jiahao Wang;Min Qiu;Fan Gao;Ruizhi Wu;Legan Hou;Haipeng Zheng;Jinhuai Zhang
通讯作者:Jinhuai Zhang
Microstructural evolution, precipitation behavior and mechanical properties of a novel Al–Zn–Mg–Cu–Li–Sc–Zr alloy
新型Al-Zn-Mg-Cu-Li-Sc-Zr合金的显微组织演变、析出行为和力学性能
DOI:10.1557/s43578-020-00005-4
发表时间:2021-01
期刊:Journal of Materials Research
影响因子:2.7
作者:Yang Wang;Ruizhi Wu;Nodir Turakhodjaev;Meiduo Liu
通讯作者:Meiduo Liu
微合金化—热处理—热机械加工调控铝锂合金强塑性与模量研究
- 批准号:52261135538
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:105.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:巫瑞智
- 依托单位:
基于准晶相和累积叠轧的镁锂合金模量与强塑性协同提升基础研究
- 批准号:U21A2049
- 项目类别:--
- 资助金额:260万元
- 批准年份:2021
- 负责人:巫瑞智
- 依托单位:
镁锂合金表面微弧氧化陶瓷涂层的形成机理及性能调控研究
- 批准号:52011530025
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:15万元
- 批准年份:2020
- 负责人:巫瑞智
- 依托单位:
基于累积叠轧技术的alfa/beta交替镁锂合金板材组织与性能调控研究
- 批准号:51671063
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:巫瑞智
- 依托单位:
镁锂铝基合金时效软化抑制机理研究
- 批准号:51001034
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:巫瑞智
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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