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含铈AZ91镁合金的元素分布和组织结构研究
含铈AZ91镁合金的元素分布和组织结构研究
摘要：
AZ91镁合金是一种常用的轻质合金材料，含有铈的AZ91镁合金具有良好的热稳定性和抗腐蚀性能，同时也具有较高的强度和硬度。本论文通过研究含铈AZ91镁合金的元素分布和组织结构，深入了解该合金的特性。实验中使用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对含铈AZ91镁合金进行分析，研究其元素分布和组织结构。结果表明，含铈AZ91镁合金中铈的含量决定了合金的力学性能和耐蚀性能，同时元素分布会对合金的显微组织和晶粒尺寸产生影响。本研究为进一步优化含铈AZ91镁合金的应用提供了理论基础。
1.引言
镁合金因其优异的力学性能、良好的导热性和低密度而被广泛应用于汽车、航空航天和电子设备等领域。AZ91镁合金是一种典型的镁合金，由铝、锌和镁组成。在传统的AZ91镁合金中引入一些微量元素，如铈，可以显著提高其抗腐蚀性能和抗氧化性能，提高合金的力学性能和稳定性。
2.实验方法
本研究选取含有不同铈含量的AZ91镁合金样品，并使用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品进行分析。首先，使用光学显微镜观察样品的显微组织和晶粒尺寸。其次，使用扫描电子显微镜观察样品的表面形貌和元素分布情况。最后，使用X射线衍射仪进行样品的相组成分析。
3.结果和讨论
从光学显微镜的观察结果可以看出，含铈AZ91镁合金的晶粒尺寸随铈含量的增加而减小。同时，合金中出现了二相结构，表现为铸态α-Mg相和析出的β-Mg17Al12相。随着铈含量的增加，析出的β-Mg17Al12相的数量和尺寸也增加。这可能是因为铈元素的加入改变了合金的凝固行为，导致了析出相的变化。
通过扫描电子显微镜的观察可以发现，含铈AZ91镁合金的表面形貌出现了明显的变化。含铈AZ91镁合金表面出现了较多的钝化膜，这可能与铈元素的加入提高了合金的抗腐蚀性能有关。同时，含铈AZ91镁合金表面的元素分布也发生了改变，铈元素的含量随着表面的增加而增加。
X射线衍射仪的分析结果显示，含铈AZ91镁合金的相组成也发生了变化。随着铈含量的增加，合金中β-Mg17Al12相的含量增加。这可能是因为铈元素的加入促进了β-Mg17Al12相的析出。此外，还发现含铈AZ91镁合金中出现了新的相——CeMg2。这表明铈元素的加入会促进新相的形成，从而影响合金的结构和性能。
4.结论
本研究通过对含铈AZ91镁合金的元素分布和组织结构进行研究，得出了以下结论：
(1)含铈AZ91镁合金的晶粒尺寸随铈含量的增加而减小；
(2)含铈AZ91镁合金中出现了二相结构，即铸态α-Mg相和析出的β-Mg17Al12相；
(3)含铈AZ91镁合金表面出现了较多的钝化膜，表明铈元素的加入改善了合金的抗腐蚀性能；
(4)铈元素的加入促进了β-Mg17Al12相和新相CeMg2的析出。
本研究的结果有助于进一步了解含铈AZ91镁合金的特性，并为优化该合金的应用提供参考。
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