原位自生Ti-B-Si-C系复合材料的制备和性能

以Ti粉、B4C粉和SiC粉为原料,用真空热压烧结工艺制备了原位自生颗粒增强的Ti-B-Si-C系钛基复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能。结果表明,使用的初始粉末不同,原位自生颗粒的组成不同,复合材料的性能也有明显的差别。     

原位反应制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展

原位反应制备的颗粒增强钛基复合材料中增强颗粒与基体的相容性好,复合材料高温性能稳定,成为制备高性能颗粒增强钛基复合材料的首选途径.目前,粉末冶金法、熔铸法、放热弥散法、燃烧合成法和机械合金化法都已用于原位反应制备颗粒增强钛基复合材料.综述了这些制备方法的原理、特点以及制备出的复合材料的组织和性能,指出了原位反应制备颗粒增强钛基复合材料今后的发展方向.     

原位自生非连续增强钛基复合材料的研究现状与展望

从基体和增强相选取、制备方法、微观结构、界面、氧化特性及力学性能方面综述了目前原位自生非连续增强钛基复合材料的发展状况, 结合本文作者的课题研究重点介绍了反应热压法(RHP) 制备钛复合材料的工艺以及所制备复合材料显微组织和力学性能。提出了当前研究中存在的问题和今后潜在的发展方向。      

自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展

从自生TiC颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)的制备方法、微观组织及界面结构、性能和应用与展望4个方面论述了自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展.重点介绍了近年来PTMCs的一些制备方法及在室温、高温时的力学性能.     

自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展

从自生TiC颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）的制备方法、微观组织及界面结构、性能和应用与展望4个方面论述了自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展。重点介绍了近年来PTMCs的一些制备方法及在室温、高温时的力学性能。     

颗粒增强钛基复合材料研究新进展

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,成为钛基复合材料的发展趋势.目前日本的Toyota公司采用粉末冶金技术制备了原位反应生成的TiB颗粒增强钛基复合材料,已在汽车发动机进、排气阀等部件得到应用.美国Dynamet公司开发了颗粒增强钛基复合材料CermeTi系列,利用其好的耐磨性能在军事、汽车、体育、医疗器械方面进行了开发.我国西北有色金属研究院研制出了性能优异的TP-650钛基复合材料,并且上海交通大学等亦在原位反应法方面作出了较好的结果.     

激光原位合成钛基复合材料初步试验

利用激光原位合成工艺制备了TiC TiB增强的钛基复合材料,初步研究了原位合成反应的热力学以及激光原位合成钛基复合材料的工艺、组织及性能.结果表明:钛与B4C反应释放出大量热,反应能自发维持;存在两种不同形状的增强体,即短纤维状TiB和等轴、近似等轴状TiC粒子;该钛基复合材料局部显微硬度达到500HV.     

原位TiB/Ti复合材料的熔铸制备及其显微组织

结合Ti-B-Al体系的热力学及Ti-B相图,提出了可制备薄壁、复杂形状原位自生钛基复合材料构件的SMIF工艺.采用XRD、SEM和TEM等手段研究用该工艺制备的复合材料的相组成和显微组织.结果表明,钛基复合材料中生成了TiB增强相,且在基体中分布均匀,呈短纤维状;并且Al的加入使得TiB相具有较高的长径比,最高可达110.TiB增强相/基体界面清洁、无污染.受熔模精铸陶瓷型壳的激冷作用,钛基复合材料铸锭表层中TiB相垂直于铸锭的表面分布.与基体合金相比较,钛基复合材料的力学性能有了很大程度的提高.     

原位合成钛基复合材料的研究现状与展望

原位合成钛基复合材料以其高比强度、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更成为近年研究的热点.综述了原位合成钛基复合材料的主要制备方法、增强体与钛基体的选择、反应体系以及复合材料的显微组织与力学性能,提出了当前存在的主要问题和今后的发展方向.     

原位自生法制备石墨烯增强镁基复合材料的工艺和性能

采用原位自生法制备石墨烯增强的镁基复合材料,并使用Raman、XPS、XRD、SEM和TEM以及电子万能拉伸试验机等手段表征了原位生成的石墨烯的微观形貌和复合材料的力学性能.结果表明:进行原位反应可制备石墨烯增强的镁基复合材料,反应温度越高原位生成的石墨烯的质量越好,制备出的复合材料的性能越高.反应温度为780℃时复合...     

钛基复合材料制备方法及性能研究进展

由于具有低密度和优异的室温、高温性能,钛基复合材料在航空航天、汽车等领域已被广泛应用。本研究综述了非连续型钛基复合材料常用制备方法、热加工工艺以及主要性能,并总结了目前钛基复合材料制备存在的主要问题和解决方法,最后展望了钛基复合材料的研究和应用发展方向。     

石墨添加对原位合成钛基复合材料高温力学性能的影响

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔铸工艺原位合成制备了不同摩尔比值TiB和TiC增强的钛基复合材料。测定了原位合成钛基复合材料的高温力学性能。结果表明:由于增强体的原位合成,复合材料的高温拉伸性能与基体合金比较有了明显的提高。高温拉伸断裂与温度有关,温度较低时,增强体断裂是材料失效的主要原因;而随着温度的提高,增强体与基体合金界面脱粘成为材料失效的主要原因。高温拉伸时裂纹容易在短纤维状增强体TiB的端面处形核与长大从而使增强体与基体合金脱粘导致材料失效,因此加入石墨形成更多的TiC粒子有利于提高复合材料的高温力学性能。     

钛基复合材料及其制备技术研究进展

综述了钛基复合材料及其制备技术,重点介绍了纤维增强钛基复合材料(FTMCs)和颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)的制备技术,分析了各种制备技术的优缺点.研究表明:纤维涂层法具有纤维分布均匀,纤维与界面反应小,复合材料性能优异等优点,是一种很有前景的FTMCs的制备技术.原位合成工艺制备的PTMCs避免了界面反应,界面清洁、结合强度高,可以明显提高PTMCs的力学性能.     

铸态(TiB+TiC)/Ti复合材料组织和性能的研究

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓燃高温合成反应,经非自耗电弧熔炼工艺制备了TiB晶须和TiC粒子混杂增强的钛基复合材料。借助扫描电镜和透射电镜观察了复合材料的微观结构,结果表明:原位合成增强体均匀地分布在基体合金中,TiB增强体以晶须状生长,而TiC增强体以树枝状、等轴状生长。原位合成增强体与基体合金的界面非常干净,不存在界面反应产物,但TiC粒子周围的基体合金中存在高密度的位错。原位合成增强体的加入提高了复合材料的力学性能,合金化元素铝的加入不仅固溶强化了钛基体合金,同时使增强体长得更为细小,也有利于改善复合材料的性能。      

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料

分析了增强体ＴｉＣ和ＴｉＢ在钛中的原位生成机理,利用普通的熔铸设备,原位合成制备了ＴｉＣ和ＴｉＢ颗粒增强的钛基复合材料,ＳＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明,ＴｉＣ和ＴｉＢ以不同形状在钛基体中生长,较为细小,且分布均匀,钛基复合材料的室温和高温性能了较大的提高。     

连续碳化硅纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料的制备技术及界面特性研究综述

连续碳化硅纤维(SiCf)由于具有比强度、比模量高,耐磨性、热稳定性好等性能优点,常作为增强体制备SiC纤维增强钛基复合材料。与钛合金基体相比,其具有密度更低、强度更高、疲劳蠕变性能大幅提升等优点,但横向性能却明显下降。因此,该类材料常被设计制作成单向增强性部件,广泛应用在航空航天等领域,如发动机的传动轴、整体叶环、盘类及风扇叶片等多种复合材料的结构件。碳化硅纤维增强钛基复合材料的性能主要由碳化硅纤维的性能、基体性能及纤维与基体之间的结合界面性能决定。目前批量生产的SiC纤维性能较差,界面结合状态与复合材料性能之间关系的研究开展较少,还不能为钛基复合材料构件设计提供足够的数据支持。因此,近年来研究者们主要从SiCf/Ti基复合材料力学行为的研究角度出发,探究不同基体及纤维类型、复合材料制备工艺方法、界面特性及产物对SiCf/Ti基复合材料界面结合力及破坏机制的影响,获得了大量有价值的数据,以期开发出成本低、产物稳定性好、可批量生产SiCf/Ti基复合材料的制造工艺方法。目前较为成熟的碳化硅纤维有英国DERA-Sigma公司提供的Sigma系列SiCf及美国Textron公司提供的SCS系列SiCf,后者强度最高达到6 200 MPa。SiCf/Ti基复合材料的制备工艺包括金属箔-纤维-金属箔工艺(FFF)、单层带工艺(MT)、基体-涂层纤维工艺(MCT)等,制备复合材料的工艺根据零部件的用途来定,FFF适用于制备板材等大尺寸构件,MCT适用于制备叶环、轴、管、叶片等复杂结构件。界面是增强体与基体之间的纽带和桥梁,界面结构设计、界面反应控制及反应产物均影响着界面的力学特性。在SiCf/Ti基复合材料的纤维和基体之间添加过渡层能够减缓它们之间的相互扩散及化学反应,过渡层选用反应层和惰性涂层组成的双层涂层较好。界面反应产物受涂层成分、基体组织、复合和热处理工艺、环境因素等的影响,增强纤维及基体性能、优选制备工艺、控制界面反应及产物有利于提高复合材料的力学性能。本文总结了连续SiC纤维(SiCf)增强钛基复合材料的应用研究现状,详述了SiCf/Ti基复合材料的钛合金基体材料、SiCf的种类及性能,SiCf与SiCf/Ti基复合材料的制备方法,分析了SiCf/Ti基复合材料界面结构设计及反应产物,阐明了界面力学特性与复合材料性能的关系,指出国内SiCf/Ti基复合材料发展的重点应放在高性能SiC纤维的研究与开发、界面层设计及界面与性能的关系以及复合材料分析检测手段三个方面,为SiCf/Ti基复合材料的制备及其今后的实际应用提供了参考。     

Dynamics of bone tissue mineralization in porous titanium and the mechanical properties of a titanium-bone tissue composite

We studied the dynamics of bone tissue mineralization in the pores of a titanium matrix and the mechanical properties of the resulting titanium-bone tissue composite. It is shown that the mineralization process is virtually accomplished within six months after implantation of a porous titanium article into the organism. As the pores and channels in the titanium matrix are filled with bone tissue, the material becomes a composite with mechanical properties higher as compared to those of the porous implant or bone tissue.     

Review on TiC reinforced steel composites

Particulate reinforced ferrous-based metal matrix composites exhibit both excellent wear and cutting properties, and can give significant cost reductions over existing materials used in heavy wear applications. This paper reviews the current status of literature on titanium carbide–reinforced steel matrix composites and looks into the different types and methods of reinforcements being used, together with other alternative processing routes. Mechanical properties such as elastic modulus, low and high temperature strengths and wear properties are discussed as a function of the volume fraction of reinforcement. The review concludes by underlining the importance of further research in some critical areas to fully realize the industrial potential of these composites.