放电等离子体烧结制备Mg 85 Zn 6 Y 9 颗粒增强Mg-9Al-1Zn复合材料组织与力学性能

采用高能球磨法和放电等离子体烧结（SPS）技术，以包含100%长周期堆垛有序结构（LPSO）相Mg85Zn6Y9镁合金为原料，通过将其球磨成纳米晶颗粒后与Mg-9Al-1Zn（AZ91）镁合金雾化颗粒进行机械混合，并在350℃烧结温度下成功制备出不同质量分数（0~30wt%）的LPSO相Mg85Zn6Y9颗粒增强AZ91复合材料（Mg85Zn6Y9/AZ91）。采用光学显微镜（OM）、SEM及TEM对Mg85Zn6Y9/AZ91复合材料的微观组织结构进行表征；采用XRD分析其固溶处理前后的相转变；与此同时对复合材料进行显微硬度与压缩试验，综合研究其微观组织与力学性能的关系。相关结果表明，Mg85Zn6Y9颗粒经3 h高能球磨后颗粒尺寸显著减小，硬度随晶粒细化而提升。Mg85Zn6Y9增强颗粒主要分布在AZ91基体颗粒边界处，随着Mg85Zn6Y9质量分数的增加，增强相颗粒有相互结合成连续网格状趋势。增强颗粒与基体界面处未见明显过渡层，基体界面处的β相经400℃×24 h固溶处理后进入基体，部分增强颗粒亦转变为Mg相。本实验条件下制备的最佳性能的20wt% Mg85Zn6Y9/AZ91复合材料经固溶处理后的室温屈服强度从200 MPa转变为230 MPa，屈服强度均较未添加Mg85Zn6Y9的AZ91镁合金有较大的提高。