《表1 常用含碳增强体增强镁基复合材料的力学性能》

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《含碳增强体镁基复合材料的制备和界面调控的研究现状及发展趋势》

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镁基复合材料受制于镁基的hcp结构，往往塑性较差其强度提高而塑性急剧下降。未来镁基复合材料的设计和制备可模仿自然界中仿生构型，如贝壳的层状结构。对于仿生结构的镁基复合材料，有望同时提高强度、刚度和韧性[57]。模拟鱼皮结构在纤维层中间铺上钛网，从仿生学角度制备Ti/Mg/Cf层状复合材料，不仅强度提高了40 MPa，挠度也大幅度提高[58]。同时，添加的钛网在材料纤维层断裂后有连接和缓冲作用，使复合材料的延伸率提高（达到6%)[59]。在Mg与5.6%体积分数的Ti混合，在显著提高镁合金强度的同时还保留了良好的断后延伸率（约为8%）[60]。在镁合金中添加Cu、Ni等金属也能提高镁基复合材料的强韧性[61，62]，只是较小的添加量使强度的提高有限。添加体积分数较高又大幅度提高复合材料的密度，很难同时满足密度低、强度高、刚度高、韧性好的要求。由此可见，显著提高镁基复合材料的比强度、比刚度并保证其具有优异的韧性，是镁基复合材料亟待解决的一个难题。使用韧性金属材料和纳米增强体混杂作为增强体，可能是一个有效的解决办法。邓等将10μm、15vol.%Si Cp增强的AZ91镁基复合材料与韧性好的Mg-Zn-Y合金（ZW31）板材复合，用挤压、轧制，退火等工艺制备出厚度为1 mm的ZW31/+AZ91/Si Cp层压板[63]，其工艺流程如图6所示。ZW31合金层能吸收能量并减轻AZ91/Si Cp层的应力集中，延缓了裂纹的扩展，退火后层压板的延伸率为3.1%，但是层压板的抗拉强度仅为312 MPa。尽管综合力学性能并没有明显改善，但是为复合材料薄板的制备提供了新方法，也为复合材料的增强增韧途径提供了很好的借鉴。