研究揭示异质金属颗粒增强镁基复合材料的界面结合与增强机制

镁基复合材料以其低密度、高强度、优异的抗磁性和多功能性等特点，备受众多工业领域的关注，是未来工程材料领域的重要创新方向。然而，如何建立镁基复合材料界面演化与宏观性能的关系仍是一项巨大挑战。

广东省科学院新材料研究所潘复生院士团队采用多级分散的粉末冶金工艺成功设计并制备了纳米Ti颗粒增强AZ31镁基复合材料。研究结果表明，纳米Ti颗粒的引入同时提升镁基复合材料的强塑性。同时，纳米Ti颗粒的添加显著调控了晶粒尺寸和晶粒取向，与AZ31 基体在界面处形成多相交织的稳定界面。通过实验计算得到了多级界面的结合能和断裂韧性，为复合材料性能改善的原因提供了证明。

图1 纳米Ti/AZ31复合材料的制备流程图

图2 纳米Ti/AZ31复合材料微观组织和力学性能

图3 纳米Ti/AZ31复合材料的界面演化

这项研究成功揭示了纳米Ti/AZ31复合材料的界面结合与增强机制，通过优化界面结合能和断裂韧性，为提高材料性能提供了新思路。该研究为开发更高性能的复合材料打下了基础，有望在材料领域带来更多创新和进展。

该研究得到了广东省基础与应用基础研究重大项目（2020B0301030006）；广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目（2020GDASYL-20200101001）的资助，相关研究成果近日发表于Journal of Materials Research and Technology（中科院SCI材料科学大类1区Top期刊）。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.04.201