搅拌摩擦加工制备羟基磷灰石增强镁基复合材料的微观...

本文原标题：《搅拌摩擦加工制备羟基磷灰石增强镁基复合材料的微观组织和力学性能》

《复合材料学报》优先在线发表论文。

摘要：通过搅拌摩擦加工（Frictionstirprocessing,FSP）制备了羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HA）增强镁基复合材料（HA/WE43），研究了主轴转速对HA分布的影响及FSP加工前后材料微观组织和力学性能的变化。使用OM,SEM,TEM对该复合材料的显微组织进行了表征，同时对其显微硬度和室温拉伸性能进行了测试。结果表明：制得的HA/WE43复合材料晶粒尺寸相比于母材发生了显著的细化，加工过程中，HA颗粒的存在增强了FSP的晶粒细化作用；主轴转速较低时，HA/WE43复合材料中的HA团聚较为严重，随着主轴转速的增加，HA的分布更加均匀，团聚现象得到改善；尽管局部团聚的HA颗粒会成为复合材料在拉伸变形过程中的裂纹源，但HA/WE43复合材料的极限抗拉强度（Ultimatetensilestrength,UTS）、屈服强度（Yieldstrength,YS）和伸长率（Elongation,EL）相对于母材仍有明显提高。

关键词：搅拌摩擦加工；生物医用材料；镁基复合材料；微观组织；力学性能

Abstract: Hydroxyapatite(HA)reinforcedmagnesiummatrixcomposites(HA/WE43)werepreparedbyfrictionstirprocessing(FSP),theinfluenceofrotationspeedonHAdistributionandthechangesofmicrostructureandmechanicalpropertiesbeforeandafterFSPwerestudied.ThemicrostructureofHA/WE43compositeswascharacterizedbyOM,SEMandTEM,andthemicrohardnessandtensilepropertiestestswereconductedtoevaluatethemechanicalproperties.TheresultsshowthatthegrainsizeofHA/WE43compositesissignificantlyfinerthanthatofthebasematerials.Duringtheprocessing,thepresenceofHAparticlesenhancedthegrainrefinementeffectofFSP.HAparticlestendstoclusterintheHA/WE43compositespreparedatarelativelylowrotationspeed.Astherotationspeedincreases,theHAparticlesdistributedmoreuniformandtheagglomerationphenomenonisimproved.AlthoughlocallyagglomeratedHAparticlescanbecometheoriginofcracksinthecompositeduringtensiledeformation,animprovementofultimatetensilestrength(UTS),yieldstrength(YS)andelongation(EL)wereachievedintheHA/WE43composites.

Keywords:frictionstirprocessing;biomedicalmaterials;magnesiumbasedcomposites;microstructure;mechanicalproperties

作者：张璐，华南理工大学广东省金属新材料制备与成形重点实验室，广州

通讯作者：张大童，华南理工大学广东省金属新材料制备与成形重点实验室，广州

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