文献综述
1.1 CNTs增强镁基复合材料研究背景
本毕业设计课题研究的是激光熔覆CNTs增强镁基复合材料微观组织与性能调控研究，将以镁合金作为基体材料，以碳纳米管作为增强材料，以激光熔覆作为手段，制备复合材料，并对其进行观察和研究。
镁是一种轻质有延展性的银白色金属。是地球的地壳中第八丰富的元素，亦是宇宙中第九多元素。密度1.74克/厘米sup3;，熔点648.8℃。沸点1107℃。镁是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。国内外将镁合金应用于汽车行业，以减重、节能、降低污染，改善环境。为适应电子、通讯器件高度集成化和轻薄小型化的发展趋势，镁合金是交通、电子信息、通讯、计算机、声像器材、手提工具、电机、林业、纺织、核动力装置等产品外壳的理想材料。由于Mg的低密度，良好的可回收性和可观的性能[1-3]，使用了镁合金有助于减少二氧化碳排放并提高汽车和运输行业中燃料的燃烧效率。
碳纳米管具有良好的力学性能，CNTs抗拉强度达到50~200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级;它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但却比高分子材料稳定得多。碳纳米管在目前可制备出的材料具有最高的比强度。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。碳纳米管还表现出良好的韧性。碳纳米管的熔点是已知材料中最高的。用碳纳米管（CNTs）强化镁合金已经被研究多年，其强化效果显著[4-8]。
1.2 研究现状
1.2.1 激光熔覆CNTs研究现状
随着激光技术的发展,镁合金激光表面改性技术引起许多学者的关注,如Volovitch 等人[9]对激光熔覆技术进行了大量研究。激光熔覆（Laser Cladding）也称激光包覆或激光熔敷，是一种先进的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。激光熔覆技术因无污染且制备出的涂层与基材呈冶金结合等优点已成为当代合金表面改性的研究热点[10]。
J.Y. Hwang等人[11]重点研究了熔融镍基体中碳纳米管的存在形式。在该研究中，采用商业纯镍作为基体，加入5%石墨或者10%的碳纳米管作为增强材料。结果发现，在激光熔覆过程中，碳纳米管束在液态镍中保持固态，石墨粉末在液态镍中沉淀为初级共晶石墨。这表明在液态加工过程中多壁碳纳米管相比石墨具有更高的稳定性。在激光熔覆过程中，碳纳米管不断石墨化，缺陷密度逐渐增加。在多壁碳纳米管增强镍基复合材料中，缺陷密度随着碳纳米管束的尺寸增加而增加。
Yuan Chen ,Fenggui Lu ,Ke Zhang等人[12]使用3.5kw大功率二极管激光器在Inconel718合金表面熔覆多壁碳纳米管。实验采用50 mm单道涂层熔覆10层。激光功率，扫描速度和送粉速度设置为1.5 kW，6 mm / s和14 g / min。在多壁碳纳米管表面化学镀了一层Ni-P，以加强碳纳米管和基体的结合。结论：大多数多壁碳纳米管的结构会被激光熔覆破坏，少数能存留下来。Ni-P-CNTs复合涂层IN718的屈服强度和极限抗拉强度均增加，而涂层的延展性有所降低，这不仅是因为碳纳米管的添加，还因为在凝固最后阶段产生了硬脆的Laves 相共晶化合物。
