摘要：鎂基複合材料具有很高的比強度、比剛度以及優良的阻尼減震效能，是汽車製造、航空航天等領域的理想材料之一。綜述了顆粒增強鎂基複合材料的研究概況，著重介紹了其製備方法、力學以及阻尼效能，並展望了它的發展趨勢。
關鍵詞：鎂基複合材料，展望
1、前言（材料背景）
與傳統的金屬材料相比，金屬基複合材料具有高的比強度、比剛度、耐高溫、耐磨損耐疲勞、熱膨脹係數小、化學穩定性和尺寸穩定性好等優異效能。金屬基複合材料的增強體主要有長纖維、短纖維、顆粒和晶須等，其中顆粒增強金屬基複合材料由於製備工藝簡單、成本較低微觀組織均勻、材料效能各向同性且可以採用傳統的金屬加工工藝進行二次加工等優點，已經成為金屬基複合材料領域最重要的研究方向，正在向工業規模化生產和應用發展。 顆粒增強金屬基複合材料的主要基體有鋁、鎂鈦、銅和鐵等，其中鋁基複合材料發展最快；由於鎂的密度更低(1.
74 g／cm3)，僅為鋁的 2／3，具有更高的比強度、比剛度，而且具有良好的阻尼效能和電磁遮蔽等效能，鎂基複合材料正成為繼鋁基之後的又一具有競爭力的輕金屬基複合材料。鎂基複合材料因其密度小，且比鎂合金具有更高的比強度 、比剛度、耐磨性和耐高溫效能，受到航空、航天 、汽車、機械及電子等高技術領域的重視．自20世紀8o年代至現在，鎂基複合材料已成為金屬基複合材料的研究熱點之一。顆粒增強鎂基複合材料與連續纖維增強、非連續 (短纖維、晶須等)纖維增強鎂基複合材料相比，具有力學效能呈各向同性、製備工藝簡單、增強體**低廉 、易近終成型、易機械加工等特點，是目前最有可能實現低成本、規模化商業生產的鎂基複合材料。
2、鎂基複合材料的組織與效能及其應用
相對於傳統金屬材料和鋁基複合材料，有關鎂基複合材料的組織與效能的研究目前雖然已經取得了一定的成果，但還不夠全面深入，力學效能資料分散性也比較大，仍處於探索性研究階段。材料工作者對鎂基複合材料的耐磨效能和疲勞斷裂機理進行了研究，並圍繞鎂基複合材料的力學效能及物理效能做了一些工作。力學效能主要集中於複合材料的拉伸與壓縮效能，時效特性，以及低溫與高溫超塑性等方面；物理效能有阻尼效能和儲氫效能等研究內容。
儲氫鎂基複合材料一般採用球磨法製備。高能球磨後，顆粒活化，鎂顆粒與增強相顆粒以及顆粒內部的大量相界、微觀缺陷的存在是材料具有優異氫化效能的主要原因。通過機械合金化工藝可以製備出具有優良儲氫效能的複合材料， 典型體系：
mg—mg2ni，而且若在研磨過程中輔以某些有機新增劑對提高材料的儲氫效能有很大幫助，但較高的脫氫溫度以及相對較慢的吸放氫速度限制了鎂基合金實際應用。另外非晶態鎂基複合材料的優良效能更是引起了人們的普遍興趣。在實際應用中，由於鎂基複合材料過硬的效能，鎂基複合材料在在各領域中被廣泛應用。
圖一鎂基在汽車領域的應用
圖二鎂合金
圖三3、展望
鎂基複合材料研究領域目前存在的問題
1)鎂基複合材料基礎研究方面存在的問題
鎂基複合材料的復合機理、介面強化機理等基礎的研究還不夠充分。鎂材料的腐蝕現象嚴重,電化學腐蝕及應力腐蝕現象尤為突出。雜質元素、晶粒細化、熱處理等對材料腐蝕影響程度,研究報道還不夠。
2)鎂基複合材料生產技術研究方面存在的問題
基體合金效能的提高對複合材料效能有極大的促進。目前常用的基體合金都存在著某些不足,比如az91d合金雖然抗拉強度、壓鑄效能及抗腐蝕效能不錯,但抗蠕變效能不是很好。as41b合金抗蠕變效能不錯,但強度、硬度不盡如人意。
所以發展新型的具有優良效能的基體合金對複合材料的發展有重要意義。將先進的製造技術和材料的生產相結合,可以獲得優良的材料效能。比如在鑄造後通過熱等靜壓(hip)工藝可以消除鑄造產生的縮松問題;採用真空高壓壓鑄能夠達到減少縮松,提高塑性的效果。
因此充分將先進的製備加工技術(如真空高壓壓鑄、觸變鑄造、低壓壓鑄、擠壓鑄造、快速凝固、噴射鑄造等等)同材料生產相結合,是提高材料效能、拓展應用領域的乙個快捷途徑。同時,材料的**效能也是制約鎂基複合材料應用的乙個重要問題,鎂基複合材料由於本身的結構特性,使得它的**再利用難度很大,這也極大制約了它的進一步應用。因此如何開發一種科學適用的**體系,充分利用材料並有利於環境保護,也是材料研究領域的一大熱點話題。
四、 結語
鎂基複合材料擁有優異的力學效能和物理效能，已經顯示出廣闊的應用前景。 但其力學效能相對鋁基複合材料尚有一定差距，發展方向可能在於選用超細增強相(如亞微公尺、奈米級增強相)提高複合材料強度的同時細化晶粒、提高塑性等，另外，通過原位反應合成增強相，控制介面反應製備鎂基複合材料的方法也是乙個值得研究和開發的領域。
值得關注的是:目前一種稱之為機械分解和沉積的新型合成技術正被應用於鎂基複合材料的製備,所製得材料對應的彈性模量、屈服強度都呈明顯增加,而強度並不降低。
此外，在現有的鎂基複合材料製備工藝條件下，大範圍的應用還遠未成為現實，因此在鎂基複合材料的製備工藝、**技術以及材料內部結構效能的各個領域都需要進行更多的原理研究及應用探索。對於空間應用及交通領域來說，都需要發展如高彈性模量、高比強度、高耐磨效能的輕質材料。而且，在未來的幾十年中，人類社會的老齡化問題將日益突出，發展各種超輕結構材料對於老年人獨立工作及日常生活是十分必要的。
複合材料的製備工藝過於複雜；有些先進的各方法還停留在實驗室中，無法實際應用。因此今後鎂基複合材料研究重點將主要集中在開發新型增強相材料與原位反應合成技術，優化現有製備工藝，大規模製備高效能鎂基複合材料。鎂基複合材料以其固有的優良效能，將會具有更廣闊的發展空間，在材料應用領域上發揮出更大的作用。
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