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Mg-Si基化合物的固相反应合成、材料制备及其热电性能研究

本论文在综合评述国内外对Mg-Si基热电材料研究进展的基础上,选择低温固相反应合成Mg-Si基热电化合物、采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备Mg-Si基热电材料。系统研究了n型、p型Mg-Si基热电化合物的合成方法,合成品质及其添加物的固溶行为与控制方法,测定并分析了两类热电材料的热电性能及其与组成、掺杂之间的关系,得到了若干研究结果。论文应用热力学理论对Mg-Si基热电化合物固相反应过程中涉及的Mg-Si-O-C体系进行了热力学计算,探讨了固相反应发生的可能性及工艺制度对材料组成、性能的影响。结果表明:Mg颗粒与Si颗粒之间的反应是固相反应,杂质的引入是由于Mg元素高度的活泼性能而混入的MgO、Mg_3C_2等气相反应的产物。因此必须对工艺过程加以控制以避免杂质的产生和生成的Mg_2Si被氧化。同时由于Mg极易蒸发,其蒸发量与掺杂元素的含量相当,只要控制样品配料时考虑蒸发的Mg,就可以保证产物的化学计量。应用差热分析、X射线  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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P型Mg-Si基热电材料的合成与性质研究

本文首先对热电现象、热电材料的发展历史以及Mg_2Si基热电材料的研究进展作了比较详细的综述。已有的研究表明,以Mg_2Si为基、通过掺杂得到的固溶体是优秀的中温区(400-700K)热电半导体材料。本文应用热力学理论对Mg_2Si制备过程进行了讨论,并探讨了固相反应进行的可能性及工艺制度的确立。结果表明在该体系中,可以通过低温固相反应合成Mg_2Si化合物粉末,同时在体系中MgO是非常容易生成,这主要是因为Mg在较高温度下容易挥发并与残留在反应容器内的O_2进行反应的结果,同时在降温过程中Mg_2Si也容易被氧化。MgO对材料的热电性能是极其有害的,为此必须对制备工艺进行优化和改进,尽量避免MgO的生成。本文选择Ag元素作为掺杂元素,通过二次固相反应制备出p型Mg_2Si基热电材料。研究结果表明,用低温固相反应可以在制得Mg_2Si粉末的基础上掺杂而对纯Mg_2Si的热电性能进行改进。随着掺杂量的增大,材料的Seebeck系数...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
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Mg-Si系镁合金强度与阻尼性能的平衡优化

随着现代化科技日趋完善,出行的便捷性和安全成为了人们首先考虑的因素。航空航天与飞行器也开始沿着轻量化、高速化和高效率化的方向发展。但也会给人们的生活带来一些麻烦,即噪音与振动的问题。因此,对于结构的轻量化、节约能源、减低振动降低噪音的性能提出了急切的需求。镁不仅拥有密度低、比强度高的一些良好的商用性,而且它也是阻尼性能非常好的金属材料,因而能够满足上述需求。针对以上的所提出的问题,本文首先选用Mg-1Si合金作为研究的母合金,在其基础上添加一些变质元素的中间合金,熔炼使其成为合金体系。采用OM金相显微组织分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸力学性能测试、动态机械分析(DMA)等实验手段研究了体系中的组织形貌、力学性能及其阻尼性能的变化。本文首先介绍了镁合金的阻尼性能的研究意义,概括了镁合金阻尼性能的国内外的研究现状,总结了目前金属阻尼材料的表征、测量方法及形成机理,提出了本论文的研究目的及意义。研究通过拟添...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南林业科技大学
中南林业科技大学

6082Al-Mg-Si合金氩弧焊焊接接头力学性能与微观组织研究

6082 Al-Mg-Si合金是经过热处理、预拉伸工艺生产的高品质铝合金,具有广泛的应用途径。铝合金最主要的联接方法为焊接。焊接接头是焊接结构件中最薄弱的部位。本论文来自中南林业科技大学青年基金重点项目,以6082 Al-Mg-Si合金为研究对象,对其实施钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种不同的焊接方法,采用硬度、拉伸、弯曲等力学性能测试方法和金相、扫描电镜等微观组织观察手段,研究两种不同的焊接方法对6082 Al-Mg-Si合金焊接接头力学性能和微观组织以及合金元素烧损的影响。其主要研究方法与手段如下:(1)在Leica DMI5000M金相显微镜下,对焊接接头的微观组织形态,晶粒大小等进行了观测,并分析了微观组织差异的成因。(2)通过THV-5型显微维氏硬度计,测出焊接接头不同区域的硬度值,并结合微观组织分析了产生硬度分布差异的原因。(3)在CSS-44100电子万能材料实验机上对焊接接头的拉伸、弯曲等力学性能进行了测试。(4)在...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
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稀土变质和超声处理对过共晶Mg-Si合金组织与性能的影响

论文以过共晶Mg-3.2Si合金为研究对象,采用不同配比的两种稀土(Er和Ce、Er和Gd)复合变质Mg-3.2Si母合金。探究了复合稀土变质对过共晶Mg-3.2Si合金组织与性能的影响规律,并探讨了变质机理。其次,对获得的最佳变质效果合金进行超声处理,进一步细化了过共晶Mg-3.2Si合金中的Mg2Si相,探究了超声处理对过共晶Mg-3.2Si合金中初生Mg2Si相和共晶Mg2Si相形貌与尺寸的变化规律,并探讨了超声处理对过共晶Mg-3.2Si合金显微组织和力学性能的影响机制。在过共晶Mg-3.2Si合金中添加复合稀土(Er和Ce)变质,得出结论:单独添加稀土Er,能有效地抑制凝固过程中初生Mg2Si相的生长。当稀土Er的添加量为0.6wt.%Er时,初生Mg2Si相的平均尺寸从150μm减小到40μm,其形态从粗大的树枝状变为不规则多面体形状,细化效果较佳。在最佳0.6wt.%Er变质基础上,添加1.0wt.%Ce时,可获得...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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硼对过共晶Mg-Si二元合金中Mg_2Si生长形态的影响

本文研究了不同含B变质剂(KBF_4、自制Mg-B和Mg-B_2O_3)的含量和冷却速度对Mg2Si尺寸、形貌、数量和分布等的影响规律与机制。研究表明,所用三种含B变质剂均可以完全变质过共晶Mg-Si合金中的初生和共晶Mg2Si;变质后的初生Mg2Si呈现出细小的颗粒状(约为10~25μm),数量增加且在基体中分布较为均匀。实验得出,变质剂KBF_4具有很好的长效性和变质遗传性;此外,B元素变质没有过变质现象。在本文重力铸造条件下(Φ20mm砂型和铜模),冷却速度不能改变初生Mg2Si形貌,而所用含B变质剂则可改变其形貌。完全变质后的初生Mg2Si多为八面体,包括有缺陷和生长不完全的八面体,在基体中分布较为均匀。  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>