碳纳米管和石墨烯纳米片复合增强AZ91镁基复合材料组织与力学性能

作者：袁秋红; 刘勇; 周国华; 李庆煜; 李是捷; 曾小勤

来源：精密成形工程, 2020, 12(05): 37-45.

• 镁基复合材料
• 碳纳米管
• 石墨烯纳米片
• 微观组织
• 力学性能

目的解决纳米碳材料在镁基体中分散难的瓶颈问题,制备出力学性能优异的镁合金复合材料。方法采用超声工艺将质量分数为3.0%的碳纳米管插入到质量分数为0.5%的石墨烯纳米片的片层之间,添加到AZ91镁合金基体中,借助粉末冶金技术+热挤压工艺制备了0.5%GNS+3.0%CNTs复合增强的镁基复合材料。采用光学显微镜和透射电子显微镜观察和分析了复合材料的显微组织和界面结合。测试了复合材料的力学性能,并利用扫描电子显微镜观察了复合材料的拉伸断口形貌。结果复合材料的屈服强度、伸长率和显微硬度分别为(274±5.0)MPa,(8.4±0.2)%,HV(90.5±1.8),与基体合金相比,分别提高了63.1%,20.0%,20.1%。结论 GNS+CNTs的加入有效细化了基体合金的晶粒组织,且与镁基体形成了较好的界面结合,促使细晶强化、应力转移强化等各种强化机制的共同作用,使复合材料力学性能显著提高。

• 单位
  南昌大学机电工程学院; 宜春学院; 上海交通大学