Design, Vorbereitung und Leistungsstudie von neuartigen magnetischen Magnesiumlegierungen

Die im Projekt zu lösenden Probleme und die geplanten Ziele sind: 1. Einführung von Magnetzentren, Schlüsseltechnologien für Legierungsdesign und Verbundwerkstoffvorbereitung; 2. Wechselwirkung zwischen Materialmikrostruktur, Prozessparametern und mechanischen und magnetischen Eigenschaften; 3. Korrosionsrecht von Verbundwerkstoffen und seine Verbesserungsmethoden. Das geplante Ziel ist 1. Eine magnetische Magnesiumlegierung mit einem einfachen und kontrollierbaren Prozess, der das magnetische Energieprodukt und die starke Korrosionsbeständigkeit sowie seine Vorbereitungsmethode verbessern kann. 2. Aufdecken des Einflussmechanismus und der Schlüsselregulierung des magnetischen Verhaltens der Legierung. Magnesiumlegierung ist derzeit das leichteste Konstruktionsmetall mit Vorteilen wie leichtes spezifisches Gewicht, hohe spezifische Festigkeit zur Steifigkeit, gute Dämpfung und Zerspanbarkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, starke elektromagnetische Abschirmfähigkeit und einfaches Recycling. Es erfüllt die Anforderungen der Luftfahrt, Luft- und Raumfahrt und der modernen Automobilindustrie für Gewichtsreduktion und Energieeinsparung und kann technische Kunststoffe ersetzen, um die leichte, dünne und Miniaturisierung von 3C-Produkten zu erfüllen. Hohe Integration und umweltfreundliche Magnesiumlegierung ist derzeit das leichteste Konstruktionsmetall mit Vorteilen wie leichtes spezifisches Gewicht, hohe spezifische Festigkeit zur Steifigkeit, gute Dämpfung und Zerspanbarkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, starke elektromagnetische Abschirmfähigkeit und einfaches Recycling. Es erfüllt die Anforderungen der Luftfahrt, Luft- und Raumfahrt und modernen Automobilindustrie für Gewichtsreduktion und Energieeinsparung und kann technische Kunststoffe ersetzen, um die Anforderungen der leichten, dünnen und Miniaturisierung von 3C-Produkten, hoher Integration und Umweltschutz zu erfüllen. Als bevorzugte Wahl für die Automobil- und 3C-Industrie, bekannt als "grünes Ingenieurmaterial des 21sten Jahrhunderts", hat es sich zu einem der am schnellsten wachsenden Materialien für industrielle Anwendungen in Industrieländern und Regionen entwickelt. Bisher basiert die Forschung an Magnesiumlegierungen im In- und Ausland hauptsächlich auf Leichtbauaspekten, und es gibt nur wenige Berichte über die Forschung und Nutzung funktioneller struktureller Magnesiumlegierungen, insbesondere die Forschung an magnetischen Magnesiumlegierungen. Das Konzept der magnetischen Magnesiumlegierung wird seit langem vorgeschlagen, und es hat breite Anwendungsaussichten in Datenspeicherung und Sensoren. Durch die Optimierung der Auslegung magnetischer Magnesiumlegierungen ist es möglich, Informationsmaterialien zu entwickeln, die wiederholt gelesen und geschrieben werden können. Gleichzeitig können magnetostriktive Methoden verwendet werden, um die Echtzeitbelastung von Magnesiumlegierungsbauteilen oder anderen Strukturbauteilen zerstörungsfrei zu messen und so den Sicherheitsbereich des Materials zu bestimmen. Schließlich können relevante Sensorkomponenten durch Wirbelstromtheorie entwickelt werden. Die Forschung an magnetischen Magnesiumlegierungen befindet sich jedoch noch in einem frühen Stadium. Auf der einen Seite ist es aufgrund des Mangels an Magnetismus in Magnesium selbst notwendig, neue magnetische Zentren durch Legierungsmethoden einzuführen, auf der anderen Seite aufgrund der direkten Zugabe von magnetischen Elementen wie Fe, Co, Ni usw., die die Korrosionsleistung von Magnesiumlegierungen ernsthaft verschlechtern, war die Entwicklung magnetischer Magnesiumlegierungen seit jeher eine Herausforderung. Bis vor kurzem haben Wissenschaftler aus Deutschland und Japan Durchbrüche gemacht. So führte beispielsweise die von Professor BachFW an der Universität Hannover entwickelte Mg-Sm-Co-Legierung Sm-Co-Permanentmagnete in die Legierung ein, die einen guten Magnetismus zeigten. Dieses Material wurde jedoch im Druckgussverfahren hergestellt, was zu einer ungleichmäßigen Dispersion der Sm-Co-Partikel und schlechten mechanischen Eigenschaften führte. Darüber hinaus war das magnetische Energieprodukt Sm-Co niedrig, was zu einem insgesamt geringeren magnetischen Energieprodukt der vorbereiteten magnetischen Magnesiumlegierung führte. Die Sensoranforderungen können nicht erfüllt werden. Darüber hinaus verwendete Professor Masahiro Kubota vom Department of Production and Engineering der Universität Japan Eisenoxid-basierte Verbundwerkstoffe und Magnesiumpulver, um magnetische Magnesiumlegierungen durch Kugelfräsen und Plasmasintern herzustellen. Aufgrund des großen Potentialunterschieds zwischen der Eisenphase und der Magnesiummatrix im Verbundmaterial ist es jedoch nicht korrosionsbeständig. Darüber hinaus ist der Reaktionsprozess intensiv und der Prozess komplex, schwer zu kontrollieren und birgt gewisse Risiken. Vor diesem Hintergrund zielt das vorgeschlagene Projekt darauf ab, Magnetzentren in Magnesiumlegierungen durch vernünftige Design- und Vorbereitungsverarbeitung einzuführen und sie von traditionellen Strukturmaterialien zu neuen intelligenten Metallen zu transformieren. Gleichzeitig hat die systematische Untersuchung ihrer Mikrostruktur und damit verbundenen mechanischen und magnetischen Eigenschaften nicht nur eine wichtige theoretische Orientierungshilfe für die Forschung und Entwicklung von Hochleistungs-Magnesiumlegierungen, sondern hat auch eine wichtige theoretische Bedeutung. Es wird auch die Anwendungsbereiche und den Umfang bestehender Magnesiumlegierungen erheblich erweitern, die inhärenten Bedürfnisse der industriellen Modernisierung und Transformation in der Provinz Hebei erfüllen und einen guten praktischen Wert und sozialen Nutzen haben.