天然的贝壳珍珠层由95%体积分数的文石碳酸钙和5%体积分数的高分子规则堆叠而成,呈现出独特的“砖-泥”结构,展现了优异的力学性能,实现了强度和韧性的完美匹配。因此,本文以纯镁和碳纳米管分别作为微米层和和纳米层,通过电泳沉积工艺和叠层制备技术构建仿生多层次结构,并进行真空热压烧结和轧制处理从而制备出CNTs/Mg仿生层状复合材料。采用OM、SEM、TEM等分析手段对制备的材料进行显微组织表征、界面观察,并对其进行力学性能测试,探索了电泳沉积、热压烧结、轧制工艺对纯镁及其复合材料的影响规律,分析了了工艺-结构-性能三者之间的相互关系。研究结果表明:碳纳米管经过酸洗后,其分散性有所提高,团聚倾向减小,制备的碳纳米管悬浮液更加稳定。未经酸洗处理的镁片表面存在氧化镁颗粒物,颗粒物分布的区域无碳纳米管沉积,并且会导致局部产生微裂纹。镁片上碳纳米管含量与沉积时间存在明显的正相关关系,随着沉积时间的延长,碳纳米管含量依次增加,并且其均匀性也有了较大提高。随着电解质含量的增加,碳纳米管沉积量随之增加,但当电解质含量过多时,由于碳纳米管的过度沉积,会形成团聚。超声时间会影响悬浮液中碳纳米管的分散状态,进而影响镁片上碳纳米管薄膜的分散性,超声处理后,会在一定程度上减少碳纳米管的团聚现象,改善其分散性。沉积电压过小,会导致碳纳米管的极少量沉积,镁基底裸露的现象比较严重,随着沉积电压增加,其分散性有了一定改善。烧结过程中对材料显微组织影响较大的因素是温度,随着温度升高,其晶粒会有所长大,少量碳纳米管的加入并不能明显改变晶粒尺寸。包套轧制能够使材料的层状结构保持更好,与未包套的纯镁及其复合材料相比,加入包套后纯镁及其复合材料的力学性能具有一定的提升,其中材料的延伸率提升明显。纯镁及其复合材料的强度都随着轧制变形量的增加先增加后减小。比较相同变形量下的纯镁及其不同沉积的复合材料可以发现,复合材料相比纯镁,强度有了一定的提升。在烧结态与低变形量轧制状态下,复合材料的强度提升相对比较明显,当变形量提升到很大时,纯镁与复合材料的强度几乎持平,延伸率有了一定下降,因此不宜对复合材料进行较大变形量的轧制。