高速离心机的转盘材料要求材料具有轻质、高比强度和较好的高温强度,Cf/Mg复合材料是连续纤维增强金属基复合材料中比刚度比强度最高的材料,符合高速转盘结构的需求。但由于碳纤维与镁不润湿,因此界面结合较差,导致其层间剪切强度和横向强度较低,综合力学性能较差。但若是一味追求提高界面结合强度,在提升横向强度的同时,纵向力学性能也有很大可能会被削弱。因此,如何在保证一定的纵向强度的情况下,尽量提高界面强度,以取得较好的综合力学性能,是研究该复合材料的重中之重。利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,建立了Graphite/Mg、Graphite/Mg-Y、Graphite/Mg2Y界面模型,后两者分别用于模拟固溶型界面和析出型界面,计算其界面粘附功和界面电子性质。Graphite/Mg-Y界面粘附功较掺杂前提高了45.1%,说明Y元素有效改善了Graphite和Mg之间的润湿性和界面结合的稳定性。Graphite/Mg2Y界面粘附功较Graphite/Mg-Y界面粘附功有很大提高,说明Mg2Y与Graphite之间界面的结合力更高。Graphite/Mg-Y和Graphite/Mg2Y界面处主要键合均为Mg-Y共价键,后者成键性更弱。选用国产M40J为增强体,制备了Cf/Mg-2Y、Cf/Mg-4Y、Cf/Mg-5Y、Cf/Mg-8Y、Cf/Mg-5Y（少Si C）五种复合材料,对复合材料进行物相分析和组织形貌及界面微观结构进行观察,研究Y元素含量对复合材料微观组织及界面结构的影响。物相分析结果显示,复合材料中主要物相为Mg、C和Si C。五种复合材料理论体积分数均在47.0-51.3%之间,密度在1.76-1.86 g·cm-3之间。复合材料界面处均有明亮的界面层出现,Y元素在界面层偏聚。TEM观察结果表明,界面层中包含块状、薄片状、棒状、胞状四种不同的界面产物,复合材料在界面处形成了C和Mg之间的过渡区域,即为界面层,有效增强了界面结合。对复合材料进行弹性模量、纵向弯曲性能、层间剪切性能和高温弯曲性能测试,研究Y元素含量对复合材料界面结合及力学性能的影响。Cf/Mg-5Y（少Si C）复合材料弹性模量最大,为206.5GPa。Cf/Mg-5Y（少Si C）复合材料的纵向弯曲强度最高,为1433.8MPa,弯曲断口平直,界面结合较强;Cf/Mg-2Y、Cf/Mg-5Y和Cf/Mg-8Y弯曲强度较高,断口以纤维成束拔出为主,界面结合适中;Cf/Mg-4Y弯曲强度最低,断口以纤维单丝拔出为主,伴有层间开裂,界面结合较弱。层间剪切载荷下,Cf/Mg-8Y层间剪切强度最高,为60.01MPa。Cf/Mg-2Y以纤维拉断为主要失效形式,Cf/Mg-4Y以界面脱粘为主,Cf/Mg-5Y、Cf/Mg-8Y和Cf/Mg-5Y（少Si C）则是纤维拉断和界面脱粘并存。高温弯曲载荷下,Cf/Mg-4Y复合材料在260°C时发生脆性断裂,其高温弯曲强度较常温下降最多,断口由许多长纤维组成,有少许镁基体熔融的痕迹,导致高温界面结合变差。其余四种复合材料的高温弯曲曲线则出现锯齿形阶段,断口均以纤维成束拔出为主,并未发现明显的镁基体软化以及熔融的痕迹,高温下界面结合强度依然适中。