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采用粉末冶金法结合热挤压制备了不同含量的碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)、石墨烯(Graphene nanoplates,GNPs)及两者混杂增强AZ31镁基复合材料。利用光学显微镜、X射线衍射、能谱分析和扫描电子显微镜等对复合材料进行表征。研究了 CNTs、GNPs加入含量对显微组织、致密度、力学性能、导电性能和摩擦性能的影响;考察了过程控制剂含量对球磨结果的影响;为了进一步发挥增强体的效果,探索了不同混杂比例CNTs/GNPs增强体对复合材料组织和性能的影响;进行了复合材料的等径角挤压试验。主要结果如下:当过程控制剂硬脂酸的含量为0.3wt.%时,球磨后粉末颗粒最均匀,挤压后材料的抗压强度、硬度、致密度和导电性能最高。随着CNTs含量的增加,复合材料的晶粒尺寸先减小后增大、强度先升高后降低、延伸率和导电率逐渐降低、抗摩擦性能逐渐提高。当CNTs的含量为1wt.%时,晶粒尺寸比基体合金降低19%;其强度稍有升高;硬度和断裂应变比基体提高10%和13%;当摩擦中的法向载荷为50N时,摩擦系数和磨损量分别降低15%和39%。GNPs的含量越高,复合材料的抗拉强度、显微硬度和抗摩擦性能也越高、延伸率、密度和导电率越低。当GNPs的含量为0.5wt.%,挤压方向的晶粒尺寸比基体降低12%;抗拉强度、延伸率、抗压强度、硬度分别为269MPa,13.8%,480MPa和83.5HV;当法向载荷为50N时,摩擦系数和磨损量分别降低9%和25%。CNTs/GNPs混杂增强比单一增强的综合力学性能好。尤其当混杂比例为1:1(CNTs和GNPs的含量分别为0.5wt.%)时,复合材料表现出优异的协同效应。该复合材料的晶粒均匀细小;抗拉强度、硬度和延伸率最高,分别为315MPa、88.7HV和18.5%,比基体合金提升了 11%、9%和28%;导电率为基体的75%;当法向载荷为50N时,复合材料的摩擦系数和磨损量降低了 10%和27%。ECAP变形一道次后,组织明显细化,屈服强度和抗压强度有较明显提升、塑性保持不变。混杂比例为1:1(CNTs和GNPs的含量分别为0.5wt.%)复合材料的屈服强度和抗压强度分别为247MPa和507MPa,比挤压态提升了 14%和9%,比挤压态基体合金提升了 14%和12%。