Новий магнієвий композит із інтерметалічною сполукою Mg₁₇Al₁₂

Анотація

Хоча магній вважається одним із матеріалів з найменшою щільністю, можливості його застосування є досить обмеженими через недостатню міцність у порівнянні з іншими комерційними матеріалами. Зазвичай міцність магнію можна збільшити шляхом додавання у структуру фази Mg₁₇Al₁₂ та алюмінію. На противагу такому підходу, у цьому дослідженні сполуку Mg₁₇Al₁₂ додавали до чистого магнію для створення композитної структури методами порошкової металургії. Частинки Mg та Mg₁₇Al₁₂ без домішок змішували у вакуумному кульовому млині протягом 1 год з використанням оксидоцирконієвих кульок для отримання металевої матриці композиту (Mg) з однорідно розподіленими інтерметалічними зміцнювачами (Mg₁₇Al₁₂). Для спікання порошків чистого Mg було обрано температуру 600 °C, у той час як суміш Mg + Mg₁₇Al₁₂ спікали при температурі 420 °C, що зумовлено евтектичним перетворенням суміші Mg та Al. Час спікання суміші на основі Mg та тиск підтримували незмінними ¾ 30 хв та 50 МПа відповідно. Всі процеси спікання проводили у вакуумі 10^–2 Па. Мікроструктуру досліджували методами оптичної та сканувальної електронної мікроскопії. Також вивчали твердість та зносостійкість композиційних матеріалів. Твердість і зносостійкість композитів значно підвищувалися зі збільшенням вмісту частинок Mg₁₇Al₁₂. Густина композита зросла з 1,72 до 1,92 г/см³ при додаванні зміцнювача, міцність збільшилася у 2,4 рази, а зносостійкість — удвічі. Магнієвий композит, виготовлений із використанням нового підходу, можна застосовувати у багатьох сферах.