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.     

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。     

粉末冶金制备原位自生钛基复合材料的显微组织和力学性能研究

利用Ti与B4C、C、LaB6之间的化学反应,采用粉末冶金工艺制备了原位自生钛基复合材料(TiB+TiC+La2O3)/Ti-6Al-4V;通过X射线衍射仪和光学显微镜,分析了材料的物相组成、显微组织及增强体的微观形貌;测试了材料的室温和高温力学性能,并分析了断裂机理.结果表明:增强体总体分布均匀,但局部有团聚现象,形状和尺寸多样;粉末冶金制备Ti-6Al-4V的抗拉强度高于铸造工艺制备的材料,增强体的原位合成使复合材料的室温和高温性能与基体相比明显提高;室温时,体积较大的增强体的断裂是复合材料失效的主要原因,高温下则主要是增强体和界面的脱粘导致材料失效.     

TiC和TiB混杂增强钛基复合材料研究新进展

混杂增强是获得高性能复合材料的有效方法,它可以兼顾2种或多种增强体的特点,使之起到相互弥补的作用,特别是由于产生的混杂效应将明显提高或改善单一增强材料的某些性能,从而扩大材料设计的自由度。因此,对于TiB与TiC原位自生混杂增强钛基复合材料方面的研究将很有意义。本文从制备方法、界面与组织及性能方面对TiC和TiB混杂增强钛基复合材料进行了详细阐述。     

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。     

原位颗粒增强镁基复合材料的热爆法制备

在综述当前原位颗粒增强镁基复合材料的基础上,提出了采用Mg-TiO2-B2O3体系热爆的方法制备镁基复合材料.热力学分析表明,在镁的加入量小于70%的情况下,Mg-TiO2-B2O3体系的热爆反应可以在镁液的冶炼温度下自发进行.对热爆产物及复合材料的SEM和EDS分析表明,Mg-B2O3-TiO2预制块在镁液中发生热爆反应,同时原位合成了细小、圆形的陶瓷颗粒.5%Mg-B2O3-TiO2体系制备的镁基复合材料的拉伸强度和硬度分别比基体提高了约26%和32%.     

气固反应原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料

以氢化脱氢钛粉为原料, 经冷等静压成型, 在一定温度下通过CH4和钛粉颗粒间的气固反应在钛粉表面原位生成均匀的TiC颗粒, 采用真空烧结技术制备得到氧含量(体积分数)低于0.2%的TiC颗粒增强钛基复合材料。研究表明, TiC颗粒体积分数比可通过气固反应温度和时间控制, 可获得较高体积分数(> 30%)的TiC颗粒增强钛基复合材料。TiC首先在钛粉颗粒表面形成, 烧结过程中, 钛粉颗粒明显阻碍TiC晶粒长大, 细化TiC晶粒; 同时, 过多的TiC颗粒也阻碍烧结过程中钛的自扩散, 降低烧结相对密度。钛粉压坯在700℃、CH4气氛下发生气固反应(30 min), 再经1300℃烧结后获得的相对密度为98.6%的烧结试样, 试样的综合力学性能较好, 抗拉强度为606 MPa, 延伸率达14.4%, 硬度为HV 442。值得注意的是, 较短时间的气固反应不能够保证压坯内外整体实现原位生成均匀TiC颗粒, 导致烧结试样内外组织的不均性。     

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。     

TiC增强铁基复合材料温度场的测试

介绍了对原位合成TiC增强铁基复合材料温度场的测试。通过对所测试的温度场进行分析，结果表明：采用原位法制备TiC增强铁基复合材料时，TiC的生成是金属熔液温度下降所释放热和凝固的结晶潜热共同作用的结果。