原位自生钛基复合材料的研究进展

原位自生钛基复合材料以其高比强度和高比模量引起了人们的广泛关注,尤其是如何提高其高温性能成为近年来钛基复合材料研究的热点.该文详细综述了原位自生钛基复合材料的各种制备方法、增强体与钛基体的选择、各种增强体的反应体系以及原位自生钛基复合材料的组织结构与力学性能,指出了原位自生钛基复合材料今后的发展方向.     

粉末冶金原位合成法制备钛基复合材料的研究进展

本文从制备钛基复合材料所需的基体和增强体的选材出发,阐述了粉末冶金方法在颗粒增强钛基复合材料中的研究与应用,并就未来粉末冶金技术在颗粒增强钛基复合材料中的研究方向阐明了观点。     

颗粒增强钛基复合材料的研究进展

系统地介绍了颗粒增强钛基复合材料的最新研究进展和发展趋势,重点论述了该类复合材料组分的选择与改善匹配性的措施,并对颗粒增强钛基复合材料的制备技术和力学性能进行了评述。     

高温钛合金及钛基复合材料增材制造技术研究现状

高温钛合金及钛基复合材料因具有比强度高、比刚度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能,近几年来受到了广泛的关注。钛基复合材料的力学性能往往与增强相组织有关,增材制造技术的快速凝固可以使颗粒增强钛基复合材料中晶粒细化,力学性能得到提升。本文综述了高温钛合金及钛基复合材料的研究进展,分析了增强相组织对材料力学性能的影响,总结了增材制造技术制备钛基梯度功能材料的应用。通过增材制造技术制备钛基复合材料不仅可以提高复合材料的硬度和强度,还可以提高复合材料的延展性,采用增材制造技术制备高性能钛基复合材料将会成为未来的发展趋势。     

颗粒强化钛基复合材料研究取得新进展

钛基复合材料是当前国际材料科学发展的前沿领域之一.颗粒强化钛基复合材料又因其工艺简单,制造成本低,倍受人们的青睐.然而,由于钛的活性大,几乎与所有的增强剂都发生反应,激烈的界面反应导致复合材料的性能劣化,甚至于不如基材,给钛基复合材料的研究开发造成很大的困难,使其发展非常缓慢.     

粉末冶金颗粒增强钛基复合材料研究进展

颗粒增强钛基复合材料具有优异的力学性能，粉末冶金技术在制备颗粒增强钛基复合材料上有很大优势。本文从钛合金基材、颗粒增强相选择及制备工艺与性能等方面综述了粉末冶金颗粒增强钛基复合材料的研究进展，指出提高密度、降低成本是粉末冶金颗粒增强钛基复合材料的发展方向。     

多元多尺度增强钛基复合材料复合设计与先进加工技术研究进展

多元多尺度钛基复合材料以其轻质、高强、耐热等优异的性能在航空航天等高新技术领域具有广阔的应用前景。从多元多尺度强化设计思路、先进加工技术、工程应用等方面综述了原位自生钛基复合材料的研究现状。指出了研究中的关键突破点与存在的问题,并提出了新的研究方向,进一步优化复合材料多元多尺度设计体系,挖掘材料内部结构设计,提高材料的综合性能;另一方面完善先进热加工技术与理论,改善钛基复合材料的加工性,推动轻质高强钛基复合材料在重大装备等领域的应用。     

粉末冶金法制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展

颗粒增强钛基复合材料因具有高强度、轻量化、耐蚀性和高温力学性能优良等特点被广泛应用于航空航天、汽车工业、医用工程领域。本文介绍了钛基复合材料在国内外的发展概况与研究成果,阐述了钛基复合材料基体组成、增强体形貌及物理性质、增强体引入方式、制备工艺及力学性能等方面,重点讨论了利用不同粉末冶金法制备颗粒增强钛基复合材料的工艺特点及材料特性,并对其进一步研究提出展望。     

原位合成钛基复合材料的最新进展

原位合成钛基复合材料以其高比强、高比模量引起了人们的广泛关注,尤其是如何提高其高温性能成为近年来钛基复合材料研究的热点.本文综合评述了原位合成钛基复合材料的最新进展,包括各种制备方法、增强体与钛基体的选择、各种增强体的反应体系以及原位合成钛基复合材料显微组织与力学性能,指出了原位合成钛基复合材料今后的发展方向.     

钛基复合材料板材轧制研究进展

钛基复合材料中的增强相极大增加了其热加工难度,导致大变形或大尺寸高性能钛基复合材料板材的制备困难。从钛基复合材料板材发展现状出发,围绕其热轧制技术,分析了轧制温度、变形量及轧后热处理工艺对板材微观组织演变和力学性能的影响规律,重点分析了轧制过程和热处理过程增强相与基体组织之间的相互作用。最后指出当前钛基复合材料板材轧制研究存在的不足及未来的发展趋势。     

SiC纤维增强钛基复合材料研究进展

概述了作者研究组近年来在SiC纤维增强钛基复合材料研究领域开展的工作及取得的进展.采用具有自主知识产权的SiC纤维,研究了PVD先驱丝制备方法和真空热压/热等静压复合材料成形工艺,获得700℃拉伸强度＞1500MPa的SiCf/Ti-6A1-4V复合材料,分别制备出长度＞400mm和直径＞200mm的钛基复合材料棒材和环形件.此外,分别采用粉末布与粉浆涂挂先驱丝两种低成本方法制备出钛基复合材料,确定了新的胶粘剂并优化了相关工艺参数.     

复合软质过渡层对钛纤维增强Ti—Al基复合材料性能的影响

研究了复合软质过渡层对钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料界面和性能的影响。结果表明，在增强体与基体间增加复合软质过渡层Ｙ２Ｏ３－Ｃｒ等的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料，其界面有Ｔｉ３Ａｌ、Ｔｉ２Ａｌ、Ｔｉ２Ｃｕ及β相产生，界面结合完整。复合界面的弯曲强度达７０９ＭＰａ，较涂覆单一Ｙ２Ｏ３的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料提高２６％，弯曲挠度提高较小。增加复合软质过渡层有利于钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料     

陶瓷颗粒增强钛基复合材料的研究进展

陶瓷颗粒增强钛基复合材料具有高比强度、低密度、高弹性模量等特点,成为钛基复合材料发展领域新的研究热点。系统地介绍了陶瓷颗粒增强钛基复合材料的最新研究进展和发展趋势,重点论述了该类复合材料组分的选择与改善匹配性的措施,并简要介绍了几种常用的制备方法,包括金属粉末注射成形法(MIM)和原位合成法(In-Situ)及其与传统制备方法结合形成的新工艺。     

不连续增强钛基复合材料的研究进展

不连续增强相能有效改善钛基体的力学性能，提高钛基体的耐磨性、高温强度和抗氧化性，拓宽了钛合金的应用领域。陶瓷增强相具有硬度高、耐磨性好、热稳定、成本低廉等优点，成为不连续增强钛基复合材料的首选增强相，其中使用最为广泛的是TiC颗粒和TiB纤维。纳米碳材料因具有高弹性模量以及高抗拉强度等优异性能，可有效改善复合材料的强度、塑性，被用来制备高比强度的钛基复合材料，近年来成为最具潜力增强体材料。本文从增强体材料的选择出发，归纳总结了近十年不连续增强钛基复合材料的研究进展，综述了不同增强体材料对钛基体组织与力学性能的影响以及强化机理，提出进一步的研究方向，为提高钛基复合材料的整体性能和扩大其应用范围提供一定的依据。     

钛基复合材料耐磨性研究进展

钛合金因具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐低温、无磁等性能特点而被广泛应用.然而,与传统钢铁材料相比,钛合金存在弹性模量低、耐热性能不足、耐磨性差等局限,阻碍其在航空航天、兵器行业等领域的推广应用.与钛合金相比,钛基复合材料可将基体钛合金高强塑性与增强体高模量、高耐磨的优势相结合,具有比钛合金更高的弹性模量、耐磨性及高温性能,从而满足一些高承载、抗冲击、高耐磨和高温抗氧化等极端工况条件下的使用要求.从钛基复合材料发展历程出发,对钛基复合材料耐磨性研究进展加以概述,主要介绍了钛基复合材料耐磨性表征方法和摩擦磨损行为,对钛基复合材料良好耐磨性能、高耐磨钛基复合材料的设计及TMCs表面耐磨改性技术进行阐述,最后进行总结与展望.     

用于制备高性能钛基复合材料的碳包覆钛复合粉体研究进展

钛基复合材料中增强相的形貌和分布是决定材料性能的关键,常规粉体机械混合后烧结引入增强相的方式存在形貌难调控、分布单一且均匀性差等问题,导致其强化效果不佳。针对该问题,本团队开发了一系列碳包覆钛复合粉体,通过设计包覆碳源的结构与组成调控粉体烧结过程中增强相的形成路径,不仅实现了增强相形貌调控和不同形貌的组合搭配,而且得到了晶内和晶界双增强相组织,大幅提升了钛基复合材料的力学性能。在此基础上,将碳包覆钛复合粉体拓展应用至钛基复合材料的3D打印领域,解决了高品质复合粉体缺乏并制约其发展的瓶颈问题。总结并评述了碳包覆钛复合粉体在制备钛基复合材料中取得的研究结果与工作进展,为增强相设计与调控提供新的研究思路及技术路线。     

TiB纤维分布的均匀性对钛基复合材料拉伸性能的影响

研究了TiB纤维分布的均匀性对钛基复合材料拉伸力学性能的影响。通过采用不同尺寸的钛粉与硼粉混合后进行放电等离子烧结,获得了含有TiB纤维近均匀分布和非均匀分布的钛基复合材料;并通过有限元模拟建立了纤维均匀和非均匀分布的复合材料模型。对材料的拉伸实验表明,TiB纤维的分布对钛基复合材料的杨氏模量和抗拉强度的影响较小,但纤维分布的均匀性越差,复合材料的拉伸塑性越低。并且,随着TiB纤维体积分数的增加,2类复合材料的塑性差异增大。当TiB体积分数为10%时,近均匀复合材料的伸长率为14.8%,远高于非均匀复合材料的伸长率6.2%。模拟结果证实了纤维分布的均匀性对复合材料的杨氏模量和抗拉强度影响很小,同时揭示了在纤维非均匀分布的复合材料中应力分布更不均匀,局部应力更集中,存在着更大的复合材料断裂风险。     

颗粒增强低成本钛基复合材料

采用TiC颗粒和熔铸法制备TiCp／TIMETAL62S复合材料，研究了钛基复合材料的显微组织和室温力学性能。结果表明：TiCp／TIMETAL62S复合材料的组织由针状αa相、少量β相和TiC颗粒组成；TiC颗粒改变了基体合金原有组织，促进了复合材料组织的细化；钛基复合材料具有良好的室温强度和塑性，复合效果良好。     

复合软质过渡层对钛纤维增强Ti－Al基复合材料性能的影响

研究了复合软质过渡层对钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料界面和性能的影响。结果表明，在增强体与基体间增加复合软质过渡层Ｙ２Ｏ３－Ｃｒ等的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料，其界面有Ｔｉ３Ａｌ、Ｔｉ２Ａｌ、Ｔｉ２Ｃｕ及β相产生，界面结合完整。复合界面的弯曲强度达７０９ＭＰａ，较涂覆单一Ｙ２Ｏ３的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料提高２６％，弯曲挠度提高较小。增加复合软质过渡层有利于钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料的强韧化     

高温钛合金和颗粒增强钛基复合材料的研究和发展

简要回顾了高温钛合金的研究和发展历程,指出现代高温钛合金进一步发展需要解决的主要难题.综述了颗粒增强钛基复合材料的研究现状,从基体的选择、增强相的选择和制备工艺等3个方面,较详细地阐述了颗粒增强钛基复合材料设计中的基本任务.最后对今后的发展趋势进行了展望.