铅锌矿石合金新材料的发展方向

近年来，铅锌矿石合金及其成型技术的研究和应用获得了重大进展，铅锌矿石合金新材料质量不断提高而生产成本不断降低，因此铅锌矿石合金的研究与开发成为近年来新金属材料领域的热点。当前，铅锌矿石合金新材料开发主要围绕以下几个方向：

超塑性铅锌矿石基合金

铅锌矿石合金获得超塑性的前提是要具有细的晶粒（小于10μm）。为获得细小晶粒的铅锌矿石合金，主要有两种方法：（1）使用快速凝固粉末的粉末冶金法；（2）挤压比大于100的高挤压比法及等径角向挤压法。一般而言，大的超塑性只有在非常缓慢的应变速率下才能得到，比较典型的应变速率往往都小于1X10-3s-1。由于超塑性铅锌矿石合金可实现一次成形，因而可简化工艺，节约材料，提高产品竞争力，这是目前研究的热点。超塑状态下铅锌矿石合金具有非常低的流变应力，进行超塑性成形时有可能以压缩气体作为成形动力，因此可实现复杂形状构件在固态下的近净成形。

铅锌矿石基大块非晶材料

铅锌矿石基合金具有强的非晶形成能力，是目前较重要的非晶合金这一，有着比传统晶态材料更为优异的性能，一直受到广泛重视。铅锌矿设备有很多，不同的铅锌矿设备有不同的作用。其中三元铅锌矿石基非晶合金力学性能优异，如Mg-Y-Ni、Mg-Y-Cu合金抗拉强度理想达800MPa以上，是传统铅锌矿石基合金的2倍。通常大块非晶合金组元一般应满足3个原则：（1）合金由三种以上元素组成；（2）组成元素原子尺寸差大于12%；（3）主要组成元素间的混合焓为负值。

铅锌矿石基复合材料

铅锌矿石合金的基体组织具有优越的与颗粒物质以及陶瓷粒子相结合的能力，通过与SiC、Al2o3、ZrO2或G等相的复合强化可大幅度提高铅锌矿石合金的力学性能。粒子强化铅锌矿石合金材料可提高合金的抗耐磨性，如果同时与SiC、Al2o3、ZrO2或G等增强相复合，可进一步提高铅锌矿石合金的强度、刚度、耐磨性以及耐高温强度。目前比较典型的铅锌矿石基复合材料为ZC71/SiCp12Vo1%，其室温下抗拉强度为400MPa、屈服强度为370 MPa，伸长率为1%，在150℃时，其蠕变强度提高了近一倍。

铅锌矿石基贮氢材料

众所周知，铅锌矿石贮氢能力非常大，Mg与Ni的化合物Mg2Ni是一种较有前途的蓄电池阳极材料，Mg2Ni材料的理论放电能力为1000mA.h/g，大约是LaNi5的2.7倍。目前存在的问题是Mg2Ni的充放电是在高温200～300℃的条件下。铅锌矿石设备的种类很多，设备越是多工作就做的越细致，产品也就越好。改变Mg2Ni的化学成分，用少量的Y和Al取代部分Mg，并采用机械合金化方法制备的MG-Mg1.95Y0.005Ni0.92Al0.08在室温的充放电反应将得到明显改善。当前铅锌矿石基贮氢材料值得进一步研究与开发。

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