原位自生TiC或(TiC+TiB)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料
鈦及鈦合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、非磁性、線膨脹系數(shù)小等多種優(yōu)點(diǎn),特別是其比強(qiáng)度,在已有的材料中幾乎是最高的,因此,鈦主要應(yīng)用在航空領(lǐng)域中以降低飛行器重量。隨著科技的發(fā)展,原來的鈦合金在某些方面已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代航空、航天的需求。鈦基復(fù)合材料既保持了鈦的優(yōu)良性質(zhì)又具有比鈦更高的比強(qiáng)度和比模量,可望成為航空航天與其它高技術(shù)領(lǐng)域中重要的結(jié)構(gòu)材料。其中,原位自生復(fù)合材料,增強(qiáng)相是通過外加的化學(xué)元素之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的。與傳統(tǒng)的外加法制得的復(fù)合材料相比,原位自生鈦基復(fù)合材料表現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn):制備工藝簡(jiǎn)單,可以用鈦合金傳統(tǒng)的冶煉和加工的設(shè)備制備大尺寸的鈦基復(fù)合材料,因此易于工業(yè)化生產(chǎn);增強(qiáng)體和基體在熱力學(xué)上穩(wěn)定,因此在高溫工作時(shí),性能不易退化;避免了外加法帶來的界面污染等問題;原位生成的增強(qiáng)相在基體中分布均勻,表現(xiàn)出優(yōu)良的機(jī)械性能。而TiC和TiB共同的特點(diǎn)是:熔點(diǎn)高,比強(qiáng)度、比剛度高和化學(xué)穩(wěn)定性好;物理和機(jī)械性能優(yōu)良;與鈦基體之間的熱膨脹系數(shù)差別小。因此TiC和TiB是鈦合金中較為理想的增強(qiáng)體,通過本研究開發(fā)的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料,具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
上海理工大學(xué)
2021-04-13