碳纤维增强镁基(C_f/Mg)复合材料具有轻质、比刚度高、比强度高、热膨胀系数低、尺寸稳定性好等优点,是航空航天、国防和民用等领域中的理想结构材料。但由于碳纤维的表面较为光滑,在复合材料中形成的界面较为平整,难以实现复合材料强度的进一步提高,研究表明减小碳纤维的直径,提高长径比有可能会突破强度提高的瓶颈问题。碳纳米管(CNTs)的出现为制备高性能的镁基复合材料带来了希望。但由于碳纳米管之间存在着很强的范德华力,难以实现均匀分散,易发生团聚,从而对碳纳米管在复合材料力学性能方面的增强作用造成严重影响。基于此,本文提出一种通过电泳沉积技术在碳纤维表面接枝碳纳米管进而实现混杂增强镁基复合材料的新思路,并结合课题组自主开发的液固浸渗挤压成形工艺制备出碳纳米管接枝碳纤维增强镁基(CNTs-C_f/Mg)复合材料。研究不同电泳沉积工艺参数下引入的碳纳米管对复合材料性能的影响,以确定出最佳的制备工艺参数。本文的主要研究内容如下:(1)提出利用电泳沉积工艺制备CNTs-C_f/Mg复合材料的总体实验方案。搭建了电泳沉积实验装置;提出了“电泳沉积—正交铺层—穿刺缝合”制备CNTs-C_f混杂预制体的工艺方案;设计了液固浸渗挤压成形制备复合材料的实验方案;基于万能电子试验机和扫描电子显微镜,制定复合材料力学性能测试和微观组织观察方案。(2)研究了电泳沉积参数对碳纳米管接枝形貌的影响。结合电泳沉积的基本原理,确定了主要的工艺参数,并研究了工艺参数对碳纳米管接枝形貌的影响;当电解质浓度为1.0g/L,碳纳米管浓度为1.5g/L,电泳时间为40s时,碳纤维表面接枝的碳纳米管接枝形貌最为理想。(3)通过实验制备出预制体,分析了不同电泳工艺参数对碳纳米管含量的影响,预制体中碳纳米管含量为3.98 wt%;确定了制备过程中的主要工艺参数,通过液固浸渗挤压成形实验制备出了浸渗效果良好、无明显缺陷的CNTs-C_f/Mg复合材料。(4)讨论了不同电泳工艺参数下碳纳米管的引入对复合材料的力学性能的影响,与C_f/Mg复合材料相比,其拉伸强度和弯曲强度分别最大被提高了68.11%和62.75%。试样断口有明显碳纤维拔出,表明碳纳米管的引入改善了界面结合情况,增强了复合材料的力学性能。(5)分析了碳纳米管含量对复合材料力学性能的影响趋势,并确定了最佳工艺方案。CNTs-C_f/Mg复合材料的拉伸强度、弯曲强度随预制体中碳纳米管含量的增大而提高。在电解质浓度为1.0g/L,碳纳米管浓度为1.5g/L,电泳时间为60s的条件下,将碳纳米管电泳接枝到碳纤维无纬布的表面并制备出CNTs-C_f预制体,然后在预热温度和熔炼温度为605~615℃,浸渗温度为595~605℃,浸渗压力为30~40MPa,保压时间20~30min等参数下,通过液固浸渗挤压成形制备出的复合材料,具有最优异的力学性能。