激光熔覆SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面特性与微观力学性能研究

针对激光熔覆制备SiCf/Ti-6Al-4V复合材料过程中反应时间短和扩散时间短的问题,开展了不同真空热暴露条件下SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面特性和微观力学性能的研究。借助扫描电子显微镜SEM、能谱仪EDS、透射电子显微镜TEM、纳米压痕仪,表征了经不同温度、不同时间真空热暴露后界面反应层厚度、界面处化学成分、微观力学性能。研究发现,激光熔覆叠层技术制备复合材料过程中增强体、C涂层、基体之间会发生界面反应,其主要界面反应产物为TiC。短时真空热暴露会使得界面反应层厚度增加,C涂层厚度减小,随着热暴露时间延长,反应层的生长符合抛物线规律,反应的动力学参数频率因子k0 =6.005×10-3 m.s-1/2,反应激活能Q=143.13 kJ.mol-1。经900 ℃短时真空热暴露,纤维、C涂层、基体及界面反应层的硬度值和弹性模量没有发生明显的变化,表明该材料在900℃及以下温度具有良好的短时热稳定性。