轻镁合金，魔力何在？热研中，岛津有何助力？

2024.05.16

　　我国是镁资源大国，占世界镁资源的70%以上。

　　镁合金作为目前实际应用中轻质的金属结构材料，是非常有潜力的轻量化材料。镁基金属为“可生物降解金属”，在生物医学同样引起研究工作者的广泛关注。镁合金具有高贮氢容量，被认为是非常具有潜力的贮氢材料之一。

　　镁合金三大主要用途：金属结构材料、生物医用材料、储氢材料

　　——强度低

　　——耐腐蚀性差

　　——高应变速度变形

　　01 ★ 光电子能谱技术表征镁合金表面保护膜

岛津全自动、多技术成像型X射线光电子能谱仪AXIS SUPRA+

　　样品处理：合金样品采用化学转化处理法得到表层保护膜，样品性状：片状固体。

镁合金全谱扫描结果

　　表面主要存在元素为C、O、Mg、Al、Si、F、V 等元素，其他未标注谱峰为非特征轨道或者俄歇峰，未发现其他明显的合金掺杂金属元素特征峰，结合全谱结果可初步判断该镁合金表面采用的为含钒物种保护膜。

镁合金精细谱扫描结果

　　C 主要以C-C、C-O、 C=O、CO_³^2- 的化学态形式存在，O 主要以钒酸盐、CO₃^2-形式存在，V 主要以钒酸盐的化学态形式存在，Mg 主要以金属态Mg、表层自然氧化物Mg Oxide的化学态形式存在；推测表面保护膜成分主要为钒酸盐物种。

　　合金样品往往具有一定厚度，采用岛津AXIS Supra+ 双高度样品条可以直接应对，无需对样品进行前处理。采用岛津Axis Supra+仪器成功完成改性处理后的镁合金材料的表征，通过XPS 的结果给出了材料表面各元素的化学态等信息，证明了表面保护膜层的元素及结构信息。

　　02★ 岛津电子探针EPMA在镁锌稀土合金测试中的应用

岛津电子探针显微分析仪EPMA-1720系列

　　电子探针作为将样品显微观察和微区分析有效结合起来的定量分析工具，对镁合金进行微米级别的无损分析，有助于了解合金在微区尺度的成分信息，同时对稀土元素进行准确测定。

Mg-Zn 稀土合金元素分布位置和形态

细节放大后各元素分布特征（图上的数字为定量测试位置）

镁锌系稀土合金Mg-Zn-RE不同位置定量测试（Wt%）

　　EPMA 作为微区分析仪器，相对于SEM+EDS，在灵敏度和分辨率两个重要指标上都高出一个数量级，而其具有原位分析的特点，使其在镁合金基础材料研究、镁合金产品开发设计、失效品分析等各领域中可发挥重要的作用

　　03★ 金属棒材高温拉伸试验

　　岛津AG系列电子万能试验机，配备高温炉、高温夹具、高温引伸计，很好地满足金属材料高温拉伸测试。

试验结果数据

　　岛津AG系列电子万能试验机，测试数据和曲线准确、稳定，高温力学测试系统稳定可靠、操作简便。