题目：高压扭转法制备块体超细晶铝基复合材料

  高压扭转是一种典型的大塑性变形方法，能够显著细化晶粒，满足人们对于合金性能的需求。近年来，高压扭转被广泛应用于室温固化粉末制备金属或金属基复合材料。目前，高压扭转法已经成功应用于固化镍粉、钴粉、钛粉、铝基及铁基合金粉末等，制备了多种单相或多相金属材料。

  本文以多壁碳纳米管、石墨烯为增强体，利用高压扭转室温制备了不同含量的碳纳米管铝基复合材料、石墨烯铝基复合材料。对于高压扭转制备工艺参数、碳纳米管对复合材料组织及性能的影响、石墨烯对复合材料组织及性能的影响进行了系统分析与研究。利用扫描电镜、透射电镜及X射线衍射进行材料微观组织分析，利用维氏硬度及万能试验拉伸机进行力学性能分析，利用电化学工作站进行电化学性能分析。

1.通过研究发现，经预压成型后进行P=3GPa，扭转速度为2r/min，扭转圈数为10的高压扭转成型实验，可成功制备增强相质量分数为为0.5%的超细晶铝基复合材料。

2.随着增强相的加入，复合材料晶粒逐渐细化，晶粒尺寸分布更加集中。石墨烯细化晶粒的效果要优于碳纳米管。纯铝的平均晶粒尺寸为498nm，Al-0.5%MWNTs的平均晶粒尺寸为268nm，Al-0.5%graphene的平均晶粒尺寸为112nm，且石墨烯铝基复合材料中有大量纳米晶的出现。经高压扭转制备的复合材料中无脆性相Al4C3的存在。

3.碳纳米管及石墨烯的添加显著提高了复合材料的硬度及抗拉强度。高压扭转制备的碳纳米管铝基复合材料达到稳态而石墨烯铝基复合材料的硬度仍随着距试样中心距离不断增加，在边缘处硬度达到122HV。质量分数为0.5%的碳纳米管增强铝基复合材料的抗拉强度为181Mpa，同含量的石墨烯增强铝基复合材料抗拉强度为197Mpa。复合材料的强化机制主要是细晶强化、Orowan Looping、Load Transfer Mechanism。纯铝及复合材料的断裂方式均为韧性断裂，塑韧性良好。

4.复合材料的极化行为与纯铝相似，但由于碳纳米管及石墨烯的添加，复合材料腐蚀电流增大，腐蚀电位变正，阻抗减小。当增强相含量为0.5%时，钝化电流密度增大。