基于韧脆复合结构的Ti-Al-Ti-Ti2AlNb层状复合材料的组织与力学性能

受生物材料的韧/脆复合结构的启发,将Al箔、Ti箔和Ti2AlNb箔材堆叠排列,采用真空热压烧结技术制备了层级结构的Ti-Al-Ti-Ti2AlNb层状复合材料。利用SEM、XRD等技术表征了材料的微观结构,并测试了抗弯与抗压性能。研究发现,设计的层状结构复合了Ti、TiAl系列金属间化合物、Ti2AlNb等多种材料,层级结构明显,界面清晰。抗弯强度与抗压强度分别为1231±71MPa和1341±63MPa,相比同类材料具有显著的优势。分析认为,多层级结构的存在对裂纹的扩展有显著的阻碍作用;相比常规的二元TiAl层状材料,Ti2AlNb层的存在显著提高了力学性能。