一種電磁屏蔽鎂合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎂合金材料，特別是涉及一種高電導(dǎo)率高屏蔽效能鎂合金屏蔽材料及其制備方法，屬于屏蔽材料及金屬材料領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]目前，電子設(shè)備充斥人們的生活，電磁信號(hào)之間的相互干擾(EMI)引起的設(shè)備不穩(wěn)定日益嚴(yán)重，對(duì)于醫(yī)療、通信、軍工、航天等領(lǐng)域尤其重要。另外，電磁污染已經(jīng)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(guān)研宄表明長(zhǎng)時(shí)間暴露在電磁輻射環(huán)境下，將對(duì)人體組織產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致各種疾病。因此，電磁防護(hù)(或電磁屏蔽)日益凸顯其重要性，成為各國(guó)研宄的重點(diǎn)。
[0004]電磁防護(hù)主要取決于電磁發(fā)射源殼體的結(jié)構(gòu)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(dǎo)電率(磁導(dǎo)率)，所以對(duì)電磁波的反射(吸收)較高，且其易變形，強(qiáng)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(lǐng)域的應(yīng)用。為了尋找質(zhì)量較輕的屏蔽材料，人們開發(fā)了各種涂層、復(fù)合材料及泡沫材料，特別是碳納米管和高聚物的復(fù)合材料一度成為研宄熱點(diǎn)。雖然這些材料質(zhì)量輕，耐腐蝕，但電磁屏蔽性能普遍不如金屬，且強(qiáng)度低，不適合用于結(jié)構(gòu)材料。
[0005]鎂合金作為工程應(yīng)用中密度最低的結(jié)構(gòu)材料，具有一系列優(yōu)點(diǎn)。作為屏蔽材料來說，其與傳統(tǒng)金屬相比，密度低，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高；與泡沫材料、涂層、復(fù)合材料相比，鎂合金屏蔽效能高，可用于結(jié)構(gòu)材料，且鎂合金是綠色工程材料，對(duì)環(huán)境友好。研宄開發(fā)高電導(dǎo)率高屏蔽效能鎂合金材料日益引起關(guān)注。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有電磁屏蔽材料存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種電導(dǎo)率和屏蔽效能進(jìn)一步提高的鎂合金屏蔽材料；本發(fā)明還同時(shí)提供所述屏蔽材料的制備方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種電磁屏蔽鎂合金材料，其成分及含量為:1.0-3.0wt.% Zn，MruZi^P Cu中的一種或兩種或三種；其中Mn 0-2.0wt.%, Zr 0-2.0wt.%, Cu 0~1.0wt.%，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]優(yōu)選成分及含量為:2.0wt.% Zn, 0.2wt.% Mn，其余為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]一種電磁屏蔽鎂合金材料，其成分及含量為:1.0~3.0wt.% Zn，Ce、Nd、Y和La中的一種或兩種或三種或四種；其中Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，La0~2.0wt.%，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0011]—種電磁屏蔽鎂合金材料，其成分及含量為:1.0-3.0wt.% Zn，MruZi^P Cu中的一種或兩種或三種；其中 Mn 0-2.0wt.%, Zr 0-2.0wt.%, Cu 0-1.0wt.%，Ce、Nd、Y 和 La 中的一種或兩種或三種或四種;其中 Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，LaO?2.0wt.%，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0012]優(yōu)選成分及含量為:1.0-3.0wt.% Zn ；0.1-2.0wt.% Mn ；0.1-2.0wt.% Zr ；
0.1-1.0wt.%Cu ;0.1~2.0wt.% Ce ;0.1~2.0wt.% Nd ；0.1~2.0wt.%Y ；0.1~2.0wt.%La ;余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0013]一種電磁屏蔽鎂合金材料制備方法，包括如下步驟:
1)熔煉鑄錠:按成分含量要求稱取各原料，其中除鎂和鋅外，其余原料均為各自與鎂的中間合金；在保護(hù)氣下，先對(duì)Mg在720°C?740°C之間進(jìn)行熔煉，待全部熔化，溫度上升到740°C穩(wěn)定之后加入預(yù)熱至200°C的各鎂中間合金及常溫下的工業(yè)純鋅，使各鎂中間合金及工業(yè)純鋅熔化并充分?jǐn)嚢??6分鐘，將熔體在740°C靜置10?20分鐘，并打掉表面的浮渣，在740°C的條件下澆注至預(yù)熱到250?350°C的鐵模中，制備出鎂合金鑄錠；
2)均勻化處理:將步驟I)所制備的鎂合金鑄錠用石墨覆蓋，在420?480°C的條件下均勻化處理20-30小時(shí)，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300?350°C下預(yù)熱2-5小時(shí)，然后在300?350°C下進(jìn)行軋制；經(jīng)過多道次軋制后最終得到需要厚度的板材，該板材即為電磁屏蔽鎂合金材料；其中每道次壓下量均勻，且道次間需回爐在300?350°C下保溫10?30分鐘。
[0014]所述保護(hù)氣由體積含量99%的0)2和1%的SF 6組成。
[0015]第3)步軋制時(shí)，最終板材厚度為初始厚度的35-45%。
[0016]第3)步軋制時(shí)，線切割得到的板材初始厚度為5mm，軋制道次為6道次，每道次壓下量為0.5mm，最終所得板材厚度為2mm。
[0017]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、密度小:本發(fā)明提供的合金，加入的合金元素含量低，最終合金密度沒有顯著增加。
[0018]2、電導(dǎo)率和電磁屏蔽性能高:在設(shè)計(jì)體系中Zn加入沒有明顯降低合金電導(dǎo)率，其余少量合金元素的加入可以促進(jìn)合金第二相的形成及析出，改善合金電導(dǎo)率及屏蔽性會(huì)K。
[0019]3、優(yōu)良的力學(xué)性能:在合金的熱變形過程中，由于引入了微量的合金元素，析出細(xì)小第二相顆粒阻礙了合金晶粒的長(zhǎng)大，同時(shí)合金元素細(xì)化了合金的組織，因而顯著提高了合金的強(qiáng)度和室溫延伸率。
[0020]4、制備工藝簡(jiǎn)單、成本低:本發(fā)明利用常規(guī)鎂中間合金，通過較為簡(jiǎn)單的熔煉一均勻化熱處理一軋制工藝制備出了高電導(dǎo)率高屏蔽效能的鎂合金材料。
[0021]總之，同目前廣泛使用的屏蔽材料相比，本發(fā)明合金材料低密度，具有高比電導(dǎo)率及高比電磁屏蔽效能，且塑形加工性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于對(duì)重量敏感的電磁防護(hù)領(lǐng)域。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明電磁屏蔽鎂合金材料主要為三大類，這三大類的基本成分都包括基材鎂和合金成分鋅，區(qū)別在于其它合金成分，第一大類合金成分含有Mn、Zr和Cu中的一種或兩種或三種；第二大類合金成分含有Ce、Nd、Y和La四種稀土元素中的一種或兩種或三種或四種；第三大類合金成分含有Ce、Nd、Y和La中的一種或兩種或三種或四種，同時(shí)還含有Mn、Zr和Cu中的一種或兩種或三種。具體成分及含量介紹如下:
第一種電磁屏蔽鎂合金材料，其成分及含量為:1.0-3.0wt.% Zn，MruZi^P Cu中的一種或兩種或三種；其中Mn 0-2.0wt.%, Zr 0-2.0wt.%, Cu 0~1.0wt.%，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0024]第二種電磁屏蔽鎂合金材料，其成分及含量為:1.0~3.0wt.% Zn，Ce、Nd、Y和La中的一種或兩種或三種或四種；其中Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，La0~2.0wt.%，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0025]第三種電磁屏蔽鎂合金材料，其成分及含量為:1.0~3.0wt.% Zn，MruZi^PCu中的一種或兩種或三種;其中 Mn 0-2.0wt.%，Zr 0-2.0wt.%，Cu 0-1.0wt.%，Ce、Nd、Y和La中的一種或兩種或三種或四種；其中Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，La0~2.0wt.%，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0026]所有成分都包含的情況下，其成分及含量為:1.0-3.0wt.% Zn ；0.1-2.0wt.% Mn ；0.1-2.0wt.% Zr ；0.1-1.0wt.%Cu ;0.1~2.0wt.% Ce ;0.1~2.0wt.% Nd ；0.1~2.0wt.%Y ；
0.1-2.0wt.%La ;余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。
[0027]本發(fā)明電磁屏蔽鎂合金材料制備方法，包括如下步驟:
1)熔煉鑄錠:按成分含量要求稱取各原料，除鎂和鋅外，其余原料均為各自與鎂的中間合金；在保護(hù)氣(所述保護(hù)氣由體積含量99%的0)2和1%的SF6組成)下，先對(duì)Mg在720°C?74