Mahlen von Magnesiumpulver

Die Entwicklung der Mikrostruktur bei mechanischenMahlen von Magnesiumpulverwurde untersucht. Handelsübliches (99,6 %, −325 Mesh) Magnesiumpulver wurde in einer modifizierten SPEX 8000 Schüttelmühle in einer inerten Atmosphäre mechanisch gemahlen. Die optische Mikroskopie des Pulvers im frühen Mahlstadium zeigte Deformationen durch Zwillingsbildung und erneute Zwillingsbildung innerhalb der Körner, wodurch sich Subkorngrenzen bildeten, die schließlich nanometergroße Körner definierten. Die mittels XRD untersuchte Korngrößenreduzierung offenbarte eine schnelle Abnahme und anschließende Sättigung der Korngröße bei etwa 42 nm. Aufgrund der hohen Rückgewinnungsrate von Magnesium wurde im Vergleich zu anderen mechanisch gemahlenen Metallen eine relativ große endgültige Korngröße erreicht. Die entsprechende innere Spannung war ebenfalls gering, was bestätigt, dass während des Mahlens eine verbesserte Rückgewinnung stattgefunden hatte. Die innere Spannung während des Mahlens zeigte eine umgekehrte Korngrößenabhängigkeit. Moiré-Streifenmuster von TEM-Mikrofotografien zeigten das Fehlen von Versetzungen innerhalb der Körner des gemahlenen Magnesiumpulvers.

Die mikrostrukturelle Entwicklung und die mechanischen Eigenschaften während des mechanischen Mahlens von reinem Magnesiumpulver wurden als Funktion der Mahlzeit und des Verarbeitungskontrollmittels untersucht. Handelsübliches reines Magnesiumpulver wurde in einem SPEX 8000 Shaker Mixer/Mühle in einer inerten Atmosphäre mechanisch gemahlen. Aus den TEM-Beobachtungen und der Analyse der Röntgenbeugungsmuster ging hervor, dass die Korngröße im Gleichgewichtszustand unabhängig von der Zugabe eines Verarbeitungskontrollmittels ungefähr 75 nm betrug, während die Mahlzeit zum Erreichen des Gleichgewichtszustands kürzer war, wenn dem reinen Magnesium ein Verarbeitungskontrollmittel (1 Gew.-% Stearinsäure) zugesetzt wurde. Es ist bemerkenswert, dass sich die Härte im Gleichgewichtszustand des reinen Magnesiums mit dem Verarbeitungskontrollmittel kaum von der des reinen Magnesiums unterschied, das ohne PCA gemahlen wurde. Daher schlussfolgern wir, dass die in der Magnesiumoberfläche vorhandenen Oxide dieselbe Funktion haben wie die des PCA und dass ihre Wirksamkeit von den Eigenschaften der durch mechanisches Mahlen aufgebrochenen Magnesiumoberflächenoxide abhängt.

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