SiC和AlN颗粒增强ZK60合金的腐蚀行为与显微结构研究

"这篇论文详细研究了ZK60合金通过添加不同比例的AlN和SiC颗粒强化后的显微组织和腐蚀行为。研究对象是含有15% SiC颗粒和不同比例（0.2%和0.5%）AlN纳米颗粒的ZK60挤压复合材料。这些增强元素首先与镁粉混合，随后在高压和高温下进行压制和烧结，接着在半固态条件下与ZK60基体熔合。经过均质化处理和挤压工艺，最终制得复合材料样品。实验结果显示，增强元素的含量增加可以显著提升材料的耐腐蚀性能。具体来说，ZK60SiC15AlN0.5的腐蚀性能比未增强的ZK60提高了3.5倍，而ZK60SiC15AlN0.2也显示出了优于ZK60SiC15的性能。此外，全浸腐蚀速率的对比进一步证实了增强材料的优越性。通过扫描电镜和能谱分析，发现增强复合材料表面形成了一层富集的保护层，这可能是改善腐蚀性能的关键因素。" 本文的研究重点在于探究ZK60镁合金通过添加AlN和SiC颗粒增强后的显微结构变化以及其在腐蚀环境中的表现。ZK60合金是一种常见的镁基复合材料，因其轻质高强度的特性在航空航天、汽车工业等领域有广泛应用。然而，镁合金的自然腐蚀倾向限制了其更广泛的应用。因此，通过添加AlN和SiC颗粒来改善其耐腐蚀性能具有重要的实际意义。 在制备过程中，AlN和SiC颗粒与镁粉混合后，经高温高压烧结形成复合材料，随后与ZK60基体在半固态状态下进行机械混合，确保了增强颗粒与基体的良好结合。这样的处理方式有助于形成均匀的微观结构，有利于提高材料的整体性能。实验结果显示，随着AlN和SiC颗粒含量的增加，复合材料的耐腐蚀性得到显著提升，这可能是因为颗粒的存在改变了腐蚀介质与基体的接触方式，形成了更稳定的保护层。 动电位极化腐蚀测试是一种评估材料耐腐蚀性能的有效方法，通过这种方式，研究人员发现增强材料的腐蚀电流密度明显降低，表明腐蚀过程受到抑制。全浸腐蚀速率的测量进一步证实了这一结论，增强材料的腐蚀速率显著低于未增强的ZK60合金，尤其是ZK60SiC15AlN0.5表现出最佳的抗腐蚀效果。 利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS），研究人员观察到增强复合材料表面形成了一层富含特定元素的保护层，这可能是由于颗粒与腐蚀介质反应生成的钝化膜，有助于阻止腐蚀进一步发展。这种保护层的形成对于理解增强颗粒如何改善ZK60合金的耐腐蚀性至关重要。 这项研究揭示了AlN和SiC颗粒增强对ZK60合金显微结构和腐蚀行为的影响，为镁基复合材料的改性提供了新的思路，有望促进镁合金在更苛刻环境下的应用。未来的研究可以进一步探讨颗粒大小、形状和分布对复合材料性能的具体影响，以及优化复合材料设计以实现更好的综合性能。