卡拉比克大学探讨镁/蛋壳复合材料的磨损与腐蚀性能

许多行业越来越需要具有高比强度和低密度的材料。近年来，研究人员为此探索和开发了各种先进材料，其中镁/蛋壳复合材料尤为引人注目。

(来源:AZOM)

据外媒报道，来自土耳其卡拉布克大学的研究人员讨论了蛋壳在生产过程中对低密度复合镁材料的影响。

对低密度材料的需求

近年来，碳排放和环境污染日益严重。低密度材料具有节约能源和资源的优势，因此相关需求良好。

镁合金具有较高的比强度和优异的阻尼能力，广泛应用于汽车、航空航天等行业。然而，这种合金也有一些局限性，如耐磨性和机械强度低。为此，人们经常在镁合金中加入SiC、TiC、Al2O3等元素。

强化元素可以提高复合镁合金的耐磨性和力学性能，但其应用仍面临挑战。对于这些复合合金，目前使用的强化元素明显增加了产品成本。因此，人们把目光转向了低成本、可持续的废料作为替代品。

镁合金复合增强材料的低成本可持续利用探讨

一些源自废物的替代品已被研究用作复合材料，包括粉煤灰、阴极射线管玻璃、粉煤灰空心微珠、赤泥和蛋壳。近年来，人们对这种废弃物衍生的复合镁合金进行了大量的研究，并获得了一些有趣的结果。

Nguyenm等人进行的研究介绍了镁/粉煤灰空心微球复合材料的制备，其具有不同的粉煤灰空心微球含量。该复合材料具有较高的抗压屈服强度和显微硬度。研究小组利用熔融分解沉积技术制造了这种复合材料。Gopal等人制造的CRT玻璃复合镁合金通过粉末冶金提高了镁基体的耐磨性和硬度。

2020年，Anandajothi等人利用从蛋壳废料中获得的羟基磷灰石和从稻壳灰中获得的SiO3制成了一种混合材料Az91(最受欢迎的商用镁合金)。这种混杂复合镁合金由粉末冶金制成。

利用蛋壳作为复合材料

在废弃物衍生的复合材料中，蛋壳是最有吸引力的目标之一。这种废料密度低、Ca2O3含量高、易得、可持续、成本低。目前，关于其作为镁合金复合材料的研究文献很少。

有文献报道蛋壳添加剂可以提高镁合金的力学性能、阻尼性能、热稳定性和显微硬度。研究还表明，蛋壳复合材料比镁/锌复合材料具有更好的耐腐蚀性能。

然而，关于蛋壳复合材料如何影响纯镁的腐蚀和磨损性能的信息很少。因此，有必要对镁/蛋壳复合材料给予更多的关注。

纯镁/蛋壳复合材料的探讨

本研究的目的是探索纯镁/蛋壳复合材料及其增强性能。研究人员使用粉末冶金技术制备材料，并研究其电化学腐蚀行为、密度、微观结构、磨损和硬度。用扫描电子显微镜观察材料表面。

结果表明，添加蛋壳复合材料可以明显提高纯镁合金的力学性能。研究人员准备了不同的样品，其中Mg/10ES复合材料的耐磨性最好。

纯镁的磨损率从0.034 mm3/m下降到0.014 mm3/m，另外，在高载荷下，磨损机制为分层磨损，而在低载荷下，磨损机制为磨粒磨损。

但由于微电偶腐蚀的存在，蛋壳颗粒的加入对纯镁的腐蚀性能有不利影响。发现腐蚀性能下降的原因之一是Cl-离子的存在。这些Cl-离子渗入腐蚀层的裂纹中，加速了腐蚀过程。

通过这些研究成果，我们可以进一步了解低成本镁/蛋壳复合材料的可制造性。蛋壳成分可以强化材料中的纯镁，提高材料的耐磨性……并增强其应用潜力。

未来的发展

蛋壳废料是一种易得、低成本和可持续的材料，它可以赋予镁合金优异的性能，如提高耐磨性。本研究通过对纯镁/蛋壳增强复合材料的了解，为今后该领域的研究奠定了基础。许多行业越来越需要具有高比强度和低密度的材料。近年来，研究人员为此探索和开发了各种先进材料，其中镁/蛋壳复合材料尤为引人注目。

(来源:AZOM)

据外媒报道，来自土耳其卡拉布克大学的研究人员讨论了蛋壳在生产过程中对低密度复合镁材料的影响。

对低密度材料的需求

近年来，碳排放和环境污染日益严重。低密度材料具有节约能源和资源的优势，因此相关需求良好。

镁合金具有较高的比强度和优异的阻尼能力，广泛应用于汽车、航空航天等行业。然而，这种合金也有一些局限性，如耐磨性和机械强度低。为此，人们经常在镁合金中加入SiC、TiC、Al2O3等元素。

强化元素可以提高复合镁合金的耐磨性和力学性能，但其应用仍面临挑战。对于这些复合合金，目前使用的强化元素明显增加了产品成本。因此，人们把目光转向了低成本、可持续的废料作为替代品。

镁合金复合增强材料的低成本可持续利用探讨

一些源自废物的替代品已被研究用作复合材料，包括粉煤灰、阴极射线管玻璃、粉煤灰空心微珠、赤泥和蛋壳。近年来，人们对这种废弃物衍生的复合镁合金进行了大量的研究，并获得了一些有趣的结果。

Nguyenm等人进行的研究介绍了镁/粉煤灰空心微球复合材料的制备，其具有不同的粉煤灰空心微球含量。该复合材料具有较高的抗压屈服强度和显微硬度。研究小组利用熔融分解沉积技术制造了这种复合材料。Gopal等人制造的CRT玻璃复合镁合金通过粉末冶金提高了镁基体的耐磨性和硬度。

2020年，Anandajothi等人利用从蛋壳废料中获得的羟基磷灰石和从稻壳灰中获得的SiO3制成了一种混合材料Az91(最受欢迎的商用镁合金)。这种混杂复合镁合金由粉末冶金制成。

利用蛋壳作为复合材料

在废弃物衍生的复合材料中，蛋壳是最有吸引力的目标之一。这种废料密度低、Ca2O3含量高、易得、可持续、成本低。目前，关于其作为镁合金复合材料的研究文献很少。

有文献报道蛋壳添加剂可以提高镁合金的力学性能、阻尼性能、热稳定性和显微硬度。研究还表明，蛋壳复合材料比镁/锌复合材料具有更好的耐腐蚀性能。

然而，关于蛋壳复合材料如何影响纯镁的腐蚀和磨损性能的信息很少。因此，有必要对镁/蛋壳复合材料给予更多的关注。

纯镁/蛋壳复合材料的探讨

本研究的目的是探索纯镁/蛋壳复合材料及其增强性能。研究人员使用粉末冶金技术制备材料，并研究其电化学腐蚀行为、密度、微观结构、磨损和硬度。用扫描电子显微镜观察材料表面。

结果表明，添加蛋壳复合材料可以明显提高纯镁合金的力学性能。研究人员准备了不同的样品，其中Mg/10ES复合材料的耐磨性最好。

纯镁的磨损率从0.034 mm3/m下降到0.014 mm3/m，另外，在高载荷下，磨损机制为分层磨损，而在低载荷下，磨损机制为磨粒磨损。

但由于微电偶腐蚀的存在，蛋壳颗粒的加入对纯镁的腐蚀性能有不利影响。发现腐蚀性能下降的原因之一是……氯离子的含量。这些Cl-离子渗入腐蚀层的裂纹中，加速了腐蚀过程。

通过这些研究成果，我们可以进一步了解低成本镁/蛋壳复合材料的可制造性。蛋壳成分可以强化材料中的纯镁，提高材料的耐磨性，增强其应用潜力。

未来的发展

蛋壳废料是一种易得、低成本和可持续的材料，它可以赋予镁合金优异的性能，如提高耐磨性。本研究通过对纯镁/蛋壳增强复合材料的了解，为今后该领域的研究奠定了基础。

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