[發明專利]一種高電磁屏蔽性能鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710262779.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106929727B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 楊初斌;羅寧;韓寶軍;張小聯;彭光懷;方玲
• 申請（專利權）人: 贛南師范大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 隋金艷;陳家輝

本發明屬于電磁屏蔽材料領域，本發明針對現在還沒有任何方法能夠提升鎂合金電磁屏蔽能力的技術問題，具體公開了一種高電磁屏蔽性能鎂合金，含有鋅2.5?3.5wt.%；鋯0.15?0.35wt.%；釤0.35?1.5wt.%；其余為鎂和雜質。還公開了該鎂合金的制備方法，包括如下步驟：1）按要求的成分含量稱取純鎂錠、純鋅粒、Mg?Zr中間合金、Mg?Sm中間合金、備用；2）將步驟1）稱取的原材料分別進行干燥預熱2 h，備用；3）將步驟2）預熱好的純鎂錠放入不銹鋼坩堝中，在保護氣體的保護下加熱升溫，待鎂完全熔化后添加步驟2）預熱好的純鋅粒、Mg?Zr中間合金及Mg?Sm中間合金，保溫10?20 min；再將熔體澆注金屬型模具中，自然冷卻，得到鎂合金鑄錠。

技術領域

本發明涉及電磁屏蔽材料領域，具體涉及一種高電磁屏蔽性能鎂合金及其制備方法。

背景技術

隨著射頻設備功率的成倍增加，地面上的電磁輻射大幅度增加，一方面威脅人體健康，另一方面電磁之間相互干擾也容易導致電子設備運行不穩定。針對這種情況，電磁屏蔽材料研究越來越受到材料研究人員的關注。

傳統的電磁屏蔽材料主要包括銅、銀、鋁、鐵和鎳，這樣的材料雖然能夠達到一定的電磁屏蔽性能，但是還是存在密度高的缺點，在一些對密度要求高的領域(如航空航天、高精密設備等)，這些材料并不是理想的材料。針對這種情況，市面上又出現了復合材料以及涂層屏蔽方式，涂層屏蔽的屏蔽效果并不理想且不能作為結構件使用。

隨著研究的深入，人們想到了鎂合金，通過在鎂合金中添加少量稀土元素(Y、Ce、Nd等)可以影響鎂合金的使用性能，但是近乎所有的研究都是朝著提升鎂合金的力學性能去的，對于提升鎂合金的電磁屏蔽能力的研究近乎沒有，鎂合金具有可以直接作為結構件使用和密度小的優點，如果能在兼顧鎂合金力學性能的同時，提升鎂合金的電磁屏蔽能力就可滿足密度和電磁屏蔽性能的要求了。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種既具有較高的力學性能，同時具有高電磁屏蔽性能的鎂合金。

本發明提供的基礎方案為：一種高電磁屏蔽性能鎂合金，含有鋅2.5-3.5wt.％；鋯0.15-0.35wt.％；釤0.35-1.5wt.％；其余為鎂和雜質。

本發明的原理及優點在于：Mg-Zn系鎂合金是目前工業上應用最為廣泛的鎂合金之一，Zr(鋯)作為該系鎂合金最常用的合金化元素，可顯著細化晶粒從而提高力學性能。但晶粒的細化會顯著增加晶界面積，使Mg-Zn系鎂合金的電導率降低從而影響電磁屏蔽性能。稀土釤(Sm)的添加，可在晶界及晶粒內部形成稀土相。稀土相的析出一方面可起第二相強化作用，從而提高添加釤(Sm)之后的鎂合金的力學性能；另一方面，稀土相的析出會消耗固溶于鎂基體內的Zn原子，從而可明顯的改善鎂合金的電磁屏蔽性能。

通過添加適量(釤0.35-1.5wt.％，wt.％的含義是重量百分比)的稀土元素釤(Sm)對Mg-Zn系鎂合金進行合金化。所制備的含Sm稀土鎂合金，因稀土釤(Sm)含量較低，使最終合金密度不會顯著增加，保留了鎂合金質輕的優點，含釤(Sm)稀土相的析出能提高Mg-Zn鎂合金的電磁屏蔽性能，在實際驗證中我們還發現含釤(Sm)稀土相的析出還可改善鎂合金力學性能。

本發明提供的高電磁屏蔽性能鎂合金，通過在鎂合金中添加適量的稀土元素釤(Sm)可顯著提高鎂合金的電磁屏蔽性能。

進一步，該鎂合金中鋅2.5wt.％，鋯0.3wt.％，釤1.0wt.％，其余為鎂和雜質。

進一步，該鎂合金中鋅2.8wt.％，鋯0.4wt.％，釤0.9wt.％，其余為鎂和雜質。

本發明的目的之二是提供一種既具有較高的力學性能，同時具有高電磁屏蔽性能的鎂合金的制備方法，包括如下步驟：