镁基复合材料除了具有金属镁轻质、高比强度和高导热等优点外,还具有增强体的一些优异特性,在航空航天、汽车、电子仪表等行业得到广泛应用。被视为一种具有很大发展潜力的材料,引起研究者越来越多的重视。碳纤维因为其低密度、良好的导热性、耐蚀且热膨胀性小等突出性质常被选为增强体。因此可以考虑将这两种材料结合,制备出各项性能优异的短碳纤维增强镁基复合材料。在现有的研究成果中,已经对镁的相关合金做了深入的研究,主要集中在其微观组织、力学性能和耐蚀性能等方面,对其物理性能研究较少。导热性作为材料重要的物理性能指标,其好坏直接影响器件的可靠性和使用寿命。针对这一问题,本文对短碳纤维增强镁基复合材料的微观组织、力学性能和导热性能进行了相关地研究。首先对碳纤维用球磨法进行短切,然后对其进行化学镀镍处理,采用聚乙二醇和乙醇的混合溶液作为分散剂,在超声环境下机械搅拌短碳纤维和镁粉,得到分散性良好的混合粉末,最后采用真空热压烧结法制备得到短碳纤维增强镁基复合材料。利用金相光学显微镜、扫描电子显微镜及XRD衍射仪观察和分析了材料的组织结构和物相组成,并对材料的力学性能和导热性能进行了测试。经研究,得到以下结论:经过对碳纤维镀镍参数的调节,在镀液温度为65℃,pH值为8.0时,超声环境下施镀5min后,表面形成了均匀、连续、致密的化学镀镍层,经过理论计算,镀层的厚度约为0.36μm,镀层中含有Ni3P的Ni-P合金。通过研究热压烧结压力对试样致密度和微观结构的影响发现,当压力为30MPa时,可得到具有良好组织和性能的复合材料。在此工艺条件下制备了不同增强体加入量的镁基复合材料。复合材料中碳纤维大都分布在界面处,随着其含量的增加会起到一定细化晶粒的作用,且相比于纯镁,其显微硬度和压缩力学性能会大幅提高,当碳纤维含量1.0vol.%时,其显微硬度达到65.3HV,相比于纯镁提高了 86.6%,抗压强度和屈服强度分别为169.0MPa和99.6MPa,与纯镁相比分别提高了 42.0%和31.3%。研究还表明,碳纤维表面镀镍层的存在,会大大改善基体与增强体的界面结合性,提高复合材料的性能。在热压烧结的过程中,基体会与镀层中的Ni元素发生反应生成Mg2Ni,从而解决了基体与增强体之间润湿性差的问题,提高了界面结合性。通过理论计算和实际实验数据相对比,分析了增强体在复合材料中的增强机制主要为剪切滞后机制引起的载荷传递效应。增强体的加入会在一定程度上降低材料的导热性能,当添加增强体的量为0.8vol.%时,相比于纯镁,材料的导热率下降了 3.4%,随着增强体含量的增加,复合材料导热性出现缓慢降低的趋势;碳纤维表面不同状态制备的复合材料导热性能会存在很大差异,对比镀镍和未镀镍两种情况,镀镍碳纤维制备的复合材料导热性能更好,达到120.6 W/m·K,相比未镀镍时,提高了 5.7%;增强体碳纤维在复合材料内部不同分布方向上材料的导热性存在差异,在垂直载荷方向其导热率为120.6 W/m·K,相比于平行载荷方向提高4.2%。综合考虑材料力学性能变化和导热性能,当镀镍短碳纤维体积分数1.0%时,得到的兼具良好力学性能和导热性能的复合材料。