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多级镁基纳米复合材料的微结构设计与性能研究

镁基纳米复合材料,微结构设计,拉伸性能,断裂模式

为了打破传统金属基复合材料的强韧困境，本文采用粉末冶金法制备了具有仿生结构特征的多级镁基纳米复合材料，其中软相是呈弥散层片状分布的纯镁，而硬相是连续分布的具有高体积分数SiC颗粒增强的Mg基复合材料。通过调控其软相尺寸、体积分数等结构特征参数可实现材料性能的优化，获得强韧匹配良好的Mg/SiCp纳米复合材料（拉伸强度300MPa，断裂应变高达16%）。此外，实验表明特征尺寸的变化对多级Mg /SiC材料的拉伸性能和断裂模式有显著影响。通过引入这种多级层片状结构，微裂纹在硬相和软相中分层萌生，并且随着应变的增加微裂纹增值，从而使得材料强度提高的同时韧性得到改善。