鉛鋅礦石合金新材料的發展方向

近年來，鉛鋅礦石合金及其成型技術的研究和應用獲得了重大進展，鉛鋅礦石合金新材料質量不斷提高而生產成本不斷降低，因此鉛鋅礦石合金的研究與開發成為近年來新金屬材料領域的熱點。當前，鉛鋅礦石合金新材料開發主要圍繞以下幾個方向：

超塑性鉛鋅礦石基合金

鉛鋅礦石合金獲得超塑性的前提是要具有細的晶粒（小於10μm）。為獲得細小晶粒的鉛鋅礦石合金，主要有兩種方法：（1）使用快速凝固粉末的粉末冶金法；（2）擠壓比大於100的高擠壓比法及等徑角向擠壓法。一般而言，大的超塑性隻有在非常緩慢的應變速率下才能得到，比較典型的應變速率往往都小於1X10-3s-1。由於超塑性鉛鋅礦石合金可實現一次成形，因而可簡化工藝，節約材料，提高產品競爭力，這是目前研究的熱點。超塑狀態下鉛鋅礦石合金具有非常低的流變應力，進行超塑性成形時有可能以壓縮氣體作為成形動力，因此可實現複雜形狀構件在固態下的近淨成形。

鉛鋅礦石基大塊非晶材料

鉛鋅礦石基合金具有強的非晶形成能力，是目前較重要的非晶合金這一，有著比傳統晶態材料更為優異的性能，一直受到廣泛重視。鉛鋅礦設備有很多，不同的鉛鋅礦設備有不同的作用。其中三元鉛鋅礦石基非晶合金力學性能優異，如Mg-Y-Ni、Mg-Y-Cu合金抗拉強度理想達800MPa以上，是傳統鉛鋅礦石基合金的2倍。通常大塊非晶合金組元一般應滿足3個原則：（1）合金由三種以上元素組成；（2）組成元素原子尺寸差大於12%；（3）主要組成元素間的混合焓為負值。

鉛鋅礦石基複合材料

鉛鋅礦石合金的基體組織具有優越的與顆粒物質以及陶瓷粒子相結合的能力，通過與SiC、Al2o3、ZrO2或G等相的複合強化可大幅度提高鉛鋅礦石合金的力學性能。粒子強化鉛鋅礦石合金材料可提高合金的抗耐磨性，如果同時與SiC、Al2o3、ZrO2或G等增強相複合，可進一步提高鉛鋅礦石合金的強度、剛度、耐磨性以及耐高溫強度。目前比較典型的鉛鋅礦石基複合材料為ZC71/SiCp12Vo1%，其室溫下抗拉強度為400MPa、屈服強度為370 MPa，伸長率為1%，在150℃時，其蠕變強度提高了近一倍。

鉛鋅礦石基貯氫材料

眾所周知，鉛鋅礦石貯氫能力非常大，Mg與Ni的化合物Mg2Ni是一種較有前途的蓄電池陽極材料，Mg2Ni材料的理論放電能力為1000mA.h/g，大約是LaNi5的2.7倍。目前存在的問題是Mg2Ni的充放電是在高溫200～300℃的條件下。鉛鋅礦石設備的種類很多，設備越是多工作就做的越細致，產品也就越好。改變Mg2Ni的化學成分，用少量的Y和Al取代部分Mg，並采用機械合金化方法製備的MG-Mg1.95Y0.005Ni0.92Al0.08在室溫的充放電反應將得到明顯改善。當前鉛鋅礦石基貯氫材料值得進一步研究與開發。

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