ECAP变形道次对复合材料室温力学性能的影响

图5.12所示为1.0wt％ MWCNTs复合材料在230℃时采用模角为90°的模具经ECAP变形不同道次后的室温力学性能。

图5.12 1.0wt％ MWCNTs复合材料经ECAP变形不同道次后的力学性能(www.xing528.com)

由图5.12可以看出，1.0wt％ MWCNTs复合材料经ECAP变形1道次后，抗拉强度明显得到提高达到最大值（306.3MPa），而伸长率有所下降。随着ECAP变形道次的增加，抗拉强度逐渐降低而伸长率不断提高。经ECAP变形4道次后，复合材料的抗拉强度和伸长率分别为278.46 MPa和23.33％。结果与大量的研究^[132-135]有类似之处，即材料经ECAP变形多道次后，室温伸长率随着变形道次的增加显著提高，抗拉强度随着变形道次的增加有所降低。

1.0wt％ MWCNTs复合材料在多道次ECAP变形的过程中，晶粒不断得到细化，对于力学性能具有重要的影响。但ECAP变形后，1.0wt％ MWCNTs复合材料力学性能的变化还不仅仅与晶粒细化的影响有关。经ECAP变形后，1.0wt％MWCNTs复合材料在晶粒发生细化的同时，其抗拉强度不断降低，这与霍尔-佩奇（Hall-Petch）公式是不相符的，因为根据霍尔-佩奇公式，多晶体材料的抗拉强度随着晶粒的细化而提高。经ECAP变形后的复合材料，由于织构发生了明显的变化，材料的｛0001｝晶面的分布较分散均匀，且为软取向，由于镁合金基面｛0001｝滑移的临界分切应力只有非基面滑移的1％^[136]，故｛0001｝晶面织构的分布分散化应该是抗拉强度降低的原因。另外，由于镁合金为密排六方晶体结构，在低温条件下，镁合金的室温塑性较差。晶粒细化对于协调、均匀变形具有有利的影响。经ECAP变形后碳纳米管增强镁基复合材料的延伸率得到较大的提高，不仅与晶粒的细化有关，还应该与除基面｛0001｝外多个滑移系的激活有关。本文将在六章详细讨论ECAP变形过程中碳纳米管增强镁基复合材料的织构演变及对其力学性能的影响。