邹 静， 马凤仓， 谭占秋， 范根莲，张 柯， 陈小红， 宋 琳

（1. 上海理工大学 材料与化工学院，上海 200093；2. 上海交通大学 金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240；3. 上海市医疗器械检验研究院 无源器械检验一所，上海 201318）

碳纳米管增强铝合金（carbon nanotubes/aluminum alloy, CNTs/Al）作为一种轻质结构材料由于其高强度、高模量在航空航天和汽车领域备受关注[1-2]。与基体铝合金相比，碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）增强相的加入使铝基复合材料的强度和弹性模量都得到显著提高[3-10]。然而，随着CNTs 质量分数的增加，若不经过适当的热处理，复合材料的抗拉强度甚至会下降。Esawi 等[11]制备了含CNTs 不同质量分数的层状CNTs/Al 复合材料，结果表明：当CNTs 质量分数为0.5%时，力学性能略微提高；CNTs 质量分数高于0.5%时，力学性能明显下降。因此，CNTs/Al 复合材料力学性能对热处理的依赖性成为制约其未来应用的关键问题。

CNTs 的加入除了载荷传递等强化作用外，也会引入大量的位错和复合界面，Meng 等[12]和Nam等[13]研究表明，在Al-Cu 合金基体中加入CNTs 后缩短了达到峰值硬度所需的时效时间。此外，Mg 比Al 具有更高的氧亲和力，使得Mg 在复合材料中更容易在CNTs 周围偏析形成氧化物[14-15]，从而导致合金元素偏析以及析出相的密度降低等现象。因此，虽然CNTs 在铝合金基体中的作用与在纯铝中的相似，但对合金基体不可避免的产生负面影响，将会制约CNTs /铝合金复合材料强度的提高。但是，Yuan 等[16]采用片状粉末冶金法结合元素合金化法制备CNT/（Al-Cu）复合材料，研究表明，Mg 元素的加入能够打破原生氧化层形成尖晶石型MgAl2O4纳米相，消除了部分界面氧化层的影响，使复合材料的断裂韧性提高近2 倍。……