[發明專利]一種高電導率高屏蔽效能鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201410763047.3
• 申請日: 2014-12-13
• 公開（公告）號: CN104451304A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 潘復生;宋鍇;陳先華;湯愛濤;喻正文;佘加;徐笑陽
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及鎂合金，具體涉及一種新型高電導率高屏蔽效能鎂合金及其制備方法，屬于屏蔽材料及金屬材料領域。

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背景技術

目前，電子設備充斥人們的生活，電磁信號之間的相互干擾（EMI）引起的設備不穩定日益嚴重，對于醫療、通信、軍工、航天等領域尤其重要。另外，電磁污染已經成為繼水污染、大氣污染、噪音污染之后的第四大污染源，相關研究表明長時間暴露在電磁輻射環境下，將對人體組織產生不利影響，導致各種疾病。因此，電磁防護（或電磁屏蔽）日益凸顯其重要性，成為各國研究的重點。

電磁防護主要取決于電磁發射源殼體的結構及材料，其中材料是根本。目前常用的電磁屏蔽材料有金屬，如銅，鋁、鎳、鐵等。由于金屬具有較高的導電率（磁導率），所以對電磁波的反射（吸收）較高，且其易變形，強度高，是目前電磁屏蔽性能最好的材料。但是，金屬密度高，限制了其在某些領域的應用。為了尋找質量較輕的屏蔽材料，人們開發了各種涂層、復合材料及泡沫材料，特別是碳納米管和高聚物的復合材料一度成為研究熱點。雖然這些材料質量輕，耐腐蝕，但電磁屏蔽性能普遍不如金屬，且強度低，不適合用于結構材料。

鎂合金作為工程應用中密度最低的結構材料，具有一系列優點。作為屏蔽材料來說，其與傳統金屬相比，密度低，質量輕，比強度高；與泡沫材料、涂層、復合材料相比，鎂合金屏蔽效能高，可用于結構材料，且鎂合金是綠色工程材料，對環境友好。研究開發高電導率高屏蔽效能鎂合金材料日益引起關注。

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發明內容

針對現有電磁屏蔽材料存在的上述不足，本發明的目的是提供一種電導率和屏蔽效能進一步提高的鎂合金材料；本發明同時還提供所述鎂合金屏蔽材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高電導率高屏蔽效能鎂合金及其制備方法，其成分含量為：錳0.5～3wt.%，鋯0.1～0.5wt.%，其余為鎂和不可避免的雜質。

優選地：其中錳1wt.%，鋯0.1wt.%，其余為鎂和不可避免的雜質。

一種高電導率高屏蔽效能鎂合金制備方法，包括如下步驟：

1）熔煉鑄錠：按要求的成分含量稱取各原料，其中錳為鎂錳中間合金，鋯為鎂鋯中間合金，在保護氣下，先對鎂在720℃～740℃之間進行熔煉，待全部熔化，溫度上升到740℃穩定之后加入預熱至200℃的鎂錳及鎂鋯中間合金，使鎂錳及鎂鋯中間合金熔化并充分攪拌3～6分鐘，將熔體在740℃靜置10～20分鐘，并打掉表面浮渣，在740℃的條件下澆注至預熱到250～350℃的鐵模中，制備出鎂合金鑄錠；

2）均勻化處理：將步驟1）所制備的鎂合金鑄錠用石墨覆蓋，在480～520℃的條件下均勻化處理20-24小時，然后水淬，得到均勻化處理的鎂合金鑄錠試樣；

3）軋制：將步驟2）均勻化處理后的鎂合金鑄錠試樣，線切割得到某初始厚度的板材，打磨光亮后在250～350℃下預熱2-5小時，然后在250～350℃下進行軋制；經過多道次軋制后最終得到需要厚度的板材，該板材即為高電導率高屏蔽效能鎂合金；其中每道次壓下量均勻，且道次間需回爐在250～350℃下保溫10～30分鐘。

所述保護氣由體積含量99%的CO₂和1%的SF₆組成。

第3）步軋制時，最終板材厚度優選為初始厚度的25-35%。

第3）步軋制時，線切割得到的板材初始厚度為7mm，軋制道次為10道次，每道次壓下量為0.5mm，最終所得板材厚度為2mm。

相比現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、密度小：本發明提供的Mg-Mn-Zr合金，加入的合金元素Mn、Zr含量低，最終合金密度沒有顯著增加。

2、電導率和電磁屏蔽性能高：在Mg-Mn-Zr體系中，Mn、Zr在Mg中的固溶度低，且Mg-Mn二元合金不存在二元化合物。再者所加入的Mn、Zr含量較低，電導率沒有明顯降低，合金具有較高的電磁屏蔽效能。

3、優良的力學性能：在合金的熱變形過程中，由于存在著大量彌散析出的單質α-Mn顆粒，阻礙了合金晶粒的長大，Zr細化了合金的組織，因而顯著提高了合金的強度和室溫延伸率。

4、制備工藝簡單、成本低：本發明利用鎂錳、鎂鋯中間合金，通過較為簡單的熔煉—均勻化熱處理—軋制工藝即制備出了高電導率高屏蔽效能的鎂合金材料。