旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓制備CNTs-Mg復(fù)合材料的組織及界面特征.pdf

1、本文以AZ91D鎂合金為基材，CNTs為增強(qiáng)相，采用旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓（Rotational Friction Extrusion,RFE）技術(shù)制備了不同CNTs含量的CNTs/Mg復(fù)合材料，利用EBSD技術(shù)測定了復(fù)合材料的晶粒尺寸、取向差分布、取向成像和織構(gòu)，結(jié)合TEM技術(shù)分析復(fù)合材料中的第二相及界面特征的微觀結(jié)構(gòu)，測試了復(fù)合材料的硬度和抗拉強(qiáng)度，研究了CNTs對(duì)Mg基復(fù)合材料組織、界面及力學(xué)性能的影響。
　　研究結(jié)果表明：采用RFE

2、技術(shù)可制備出成形良好的Mg基復(fù)合材料，CNTs在復(fù)合材料的分布較均勻。經(jīng)RFE加工，鎂合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，組織為細(xì)小的等軸晶，大角度晶界比例為47.4％。復(fù)合材料中CNTs含量越高，晶粒越細(xì)小，5%CNTs/Mg復(fù)合材料的晶粒尺寸為2.8μm，大角度晶界比例為72.9%，CNTs促進(jìn)了復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。
　　AZ91基材晶體取向?yàn)椋?001＞和＜01-10＞晶向和少量的＜-12-10＞晶向；經(jīng)RFE加工，＜0001＞晶向增多，

3、＜01-10＞晶向變少，RFE基材{0001}基面的織構(gòu)增強(qiáng)，最大極密度降低；復(fù)合材料內(nèi)＜-12-10＞和＜01-10＞晶向增多，＜0001＞晶向減少，且CNTs含量越高，＜-12-10＞和＜01-10＞晶向越多，＜0001＞晶向越少，復(fù)合材料最大極密度和基面的織構(gòu)強(qiáng)度較基材降低和減弱。5%CNTs鎂基復(fù)合材料晶體取向幾乎完全為＜-12-10＞和＜01-10＞晶向。
　　復(fù)合材料中破壞的CNTs與基體中的合金元素Al發(fā)生界面反應(yīng)，

4、形成Al4C3，其晶面間距為0.227nm，與Al4C3相的（104）晶面間距相近，反應(yīng)處的CNTs與基體界面結(jié)合良好， Mg（2-1-13）與Al4C3(104)、Al4C3(104) Al4C3與CNTs(111)、Mg（2-1-13）與CNTs(111)的界面均為半共格界面。
　　復(fù)合材料的硬度隨著CNTs含量的增加先增后減，2%CNTs/Mg復(fù)合材料硬度值最高，為101.3HV，較基材增加了40.3%；CNTs含量不高于2