据报道[41,42],在以碳纤维作为增强相制备镁基复合材料时,碳不会与镁发生反应。碳纳米管具有较好的热稳定性,在973K以下的空气中基本不会发生变化,比碳纤维更稳定,而且碳纳米管的综合力学性能很高,所以碳纳米管可能成为镁基复合材料的一种理想增强材料。但由于碳纳米管具有很高的比表面能,致使其与镁基体复合时极易形成团聚,影响到复合材料的性能,达不到理想的增强效果。而且碳纳米管比其他各类金属的密度相差太大,在熔炼过程中容易上浮,不容易复合。
直到目前,碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法应用较多的是搅拌铸造法和粉末冶金法。Y.Shimizu等人[43]采用粉末冶金法制备了碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料。研究结果表明,当碳纳米管加入量为1.0wt%时,复合材料的抗拉强度达到388MPa。Qianqian Li等人[44]采用两步分散搅拌铸造法制备了碳纳米管增强镁基复合材料。研究结果表明,碳纳米管在镁基体中分散均匀,并起到很好的增强效果。李四年等人采用化学镀的方法使多壁碳纳米管(MWCNTs)表面包覆一层镍后,制备的碳纳米管增强镁基复合材料力学性能得到明显提高;同时,李四年等人采用了搅拌铸造法制备的碳纳米管增强镁基复合材料,在加入碳纳米管制备成形的复合材料中各项性能都出现明显的提高[45,46]。Goh C S等人[47]采用粉末冶金法加热压技术制备碳纳米管增强镁基复合材料。结果表明,复合材料的热稳定性、屈服强度、延展性和断裂性能随碳纳米管加入量的增加而显著提高。沈金龙等人[48]采用粉末冶金法制备了MWCNTs/Mg复合材料。实验结果表明,在复合材料的制备过程中,MWCNTs与镁基体之间没有发生反应,碳纳米管在镁基体中呈束状分布;并且MWCNTs/Mg复合材料的抗拉强度、硬度随着MWCNTs加入量的增加而提高。周国华[49]等人采用机械搅拌铸造法制备了碳纳米管增强AM60镁基复合材料。结果表明,碳纳米管能明显细化镁合金基体晶粒组织,并且起搭接晶粒和承载变形抗力的作用。(www.xing528.com)
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