1、本文探索了碳納米管增強鎂基復合材料的超聲輔助攪拌鑄造法（預分散、半固態(tài)攪拌和超聲波）制備工藝，并對優(yōu)化工藝下制備的CNTs/Mg-6Zn復合材料進行熱擠壓變形。系統(tǒng)地研究了制備工藝參數(shù)對CNTs/Mg-6Zn復合材料組織的影響規(guī)律。優(yōu)化了CNTs/Mg-6Zn復合材料的熱擠壓工藝，采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和拉曼光譜研究了復合材料顯微組織，并對擠壓態(tài)復合材料的織構演變和力學性能開展了系統(tǒng)研究。揭示了CNTs/Mg-6

2、Zn復合材料的強韌化機制，同時對復合材料的界面和斷口進行了系統(tǒng)分析。
　　原始碳納米管團聚非常嚴重，而半固態(tài)攪拌和超聲波無法將團聚嚴重的碳納米管分散開，所以預分散是成功制備CNTs/Mg-6Zn復合材料的必要前提。通過探索獲得最優(yōu)化的碳納米管預分散工藝：采用鎂屑作為分散碳納米管的載體，化學分散劑占碳納米管質(zhì)量的15％，超聲處理時間為3h。通過探索在不同攪拌工藝和不同超聲波處理時間下制備CNTs/Mg-6Zn復合材料，得到超聲輔助攪

3、拌鑄造法制備1.0vol.%CNTs/Mg-6Zn復合材料的優(yōu)化工藝為半固態(tài)攪拌10min，超聲處理20min。隨著碳納米管體積分數(shù)的增大，CNTs/Mg-6Zn復合材料的晶粒不斷變小。1.0vol.%CNTs/Mg-6Zn復合材料抗拉強度最大。
　　熱擠壓能夠消除鑄態(tài)CNTs/Mg-6Zn復合材料的碳納米管偏聚，改善碳納米管分布，擠壓溫度越高，擠壓比越大，碳納米管分布改善的效果就越明顯。碳納米管的加入使基體的晶粒尺寸得到顯著細化

4、，并沿擠壓方向形成由小的DRX晶粒構成的變形帶，變形帶附近的晶粒尺寸較小，遠離變形帶區(qū)域的晶粒尺寸較大。這是因為碳納米管可以在晶界上起到釘扎作用，阻礙晶粒長大。碳納米管體積分數(shù)越大，DRX尺寸越??；擠壓溫度越高，DRX晶粒尺寸越大；擠壓比越高，DRX晶粒尺寸越大。經(jīng)熱擠壓后，CNTs/Mg-6Zn復合材料的織構與合金相同，即(0001)基面平行于擠壓方向。擠壓溫度越高，復合材料基面織構強度越低；擠壓比越小，復合材料基面織構強度越低；碳納

5、米管體積分數(shù)越大，復合材料基面織構強度越低。
　　原始碳納米管、預分散碳納米管、鑄態(tài)和擠壓態(tài)CNTs/Mg-6Zn復合材料中碳納米管的ID/IG值分別是0.90、0.91、0.97和1.02，變化不大，說明預分散過程、半固態(tài)攪拌、高能超聲和熱擠壓都沒有破壞碳納米管結構的完整性。鑄態(tài)和擠壓態(tài) CNTs/Mg-6Zn復合材料的界面研究發(fā)現(xiàn)碳納米管與基體之間界面結合良好，大部分界面比較干凈，沒有反應產(chǎn)物存在，只有少數(shù)碳納米管附近存在納米

6、MgO。
　　經(jīng)過350R20工藝擠壓之后，1.0vol.% CNTs/Mg-6Zn復合材料抗拉強度和屈服強度最高，0.5vol.% CNTs/Mg-6Zn復合材料的延伸率最大，1.5vol.%CNTs/Mg-6Zn復合材料的彈性模量最大。碳納米管在CNTs/Mg-6Zn復合材料中的強化機制主要有載荷傳遞機制、細晶強化機制和Orowan機制等三種強化機制。碳納米管作為一維納米增強體具有獨特的尺寸形態(tài)特征，其增強機制也不同于傳統(tǒng)的增

7、強體。碳納米管“拔出機制”和“橋聯(lián)機制”是CNTs/Mg-6Zn復合材料中主要的增韌機制。利用Halpin-Tsai半經(jīng)驗公式模型預測CNTs/Mg-6Zn復合材料的彈性模量時，理論值與實驗值能很好地吻合?？估瓘姸瓤梢杂芍腒elly–Tyson公式計算，對計算值與實驗值進行對比，發(fā)現(xiàn)該公式能較好的預測復合材料的抗拉強度。通過比較不同方法制備的碳納米管增強鎂基復合材料的增強效率，發(fā)現(xiàn)超聲輔助攪拌鑄造法所制備復合材料的增強效率最高，可以