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为了改善界面结构,抑制脆性相的生成,本文通过在基体镁合金中加入特定比例的Gd和Zn元素,将LPSO相引入Cf/Mg复合材料中。本文通过压力浸渗法制备了Cf/Mg-Gd-Zn复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)等仪器对复合材料的显微组织进行观察分析,采用电子万能材料试验机对复合材料的力学性能进行测试,以获得复合材料中以LPSO相为主的微观组织对复合材料力学性能的影响规律。研究表明,在Cf/Mg-Gd-Zn复合材料的界面和基体中均存在LPSO相。界面处的LPSO相呈针状,在碳纤维表面或Mg-Gd相表面形核,垂直于碳纤维轴向生长,尺寸为500-1000nm,化学成分为Mg79.05Gd19.88Zn1.07(at.%);基体中存在针状和短棒状两种LPSO相,其中针状相与碳纤维呈一定角度平行排列,尺寸约为100-1000nm,而短棒状的LPSO相则均匀分布在基体中,尺寸约为100-400nm,二者的化学成分均为Mg78.41Zn21.58Gd0.01(at.%)。由于高体积分数碳纤维的影响,复合材料中的LPSO相与稀土镁合金中的相比,在形态、成分和晶体结构上均有较大差别。本文制备的Cf/Mg-Gd-Zn复合材料中,碳纤维分布均匀,无明显的夹杂和孔洞。Gd元素在碳纤维表面偏聚,形成结晶状况不太好的Mg-Gd稀土层,厚度约为100-300nm,而Zn则均匀分布在镁基体中。复合材料中存在复杂的析出行为,除LPSO相之外,还发现了Mg3Gd和Mg5Gd两种Mg-Gd相和弥散分布的Mg-Zn等相。另外,还在复合材料的近界面区发现了位错与析出相的缠结。在Cf/Mg复合材料中引入LPSO相,改善了复合材料的层间剪切性能和纵向弯曲性能。测试结果表明,层间剪切强度和纵向弯曲强度分别提高到61.2±3.3MPa和1479.0±117.5MPa,与未添加合金元素的Cf/Mg复合材料相比,分别提高了26.4%和25.7%。界面处的LPSO相的强化作用主要表现为使界面结合适中,同时抑制了脆性Mg-Gd相的生成,使载荷能够有效传递。另外,基体中的LPSO相起到类似短纤维的强化作用。