[發(fā)明專利]一種短切纖維增強(qiáng)三硅化五鈦復(fù)合材料制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711325367.0 | 申請(qǐng)日： | 2017-12-08 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108191443A | 公開(kāi)（公告）日： | 2018-06-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 方雙全;秦云晴;黃新;田郭濤 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 揚(yáng)州大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C04B35/80 | 分類號(hào)： | C04B35/80;C04B35/58;C04B35/626;C04B35/645 |
| 代理公司： | 南京中新達(dá)專利代理有限公司 32226 | 代理人： | 孫鷗;朱杰 |
| 地址： | 225009 *** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 粉體 制備 鈦復(fù)合材料 短切纖維 復(fù)合材料 球磨罐 硅化 磨球 過(guò)程控制劑 機(jī)械合金化 保護(hù)氣體 工藝過(guò)程 力學(xué)性能 石墨模具 隨爐冷卻 纖維復(fù)合 纖維增強(qiáng) 研磨 氣孔率 陶瓷球 質(zhì)量比 稱量 放入 量取 鹽酸 按摩 纖維 | ||
本發(fā)明涉及一種短切纖維增強(qiáng)三硅化五鈦復(fù)合材料制備方法。本發(fā)明按摩爾比3∶5稱量Si粉與Ti粉作為機(jī)械合金化原料，采用ZrO2陶瓷球作為磨球，磨球與原料的質(zhì)量比為10?20∶1，量取0.1?0.3倍球磨罐容積的過(guò)程控制劑，加入球磨罐，以Ar氣作為保護(hù)氣體，真空干燥、研磨，得Ti5Si3粉體，用鹽酸對(duì)得到的Ti5Si3粉體進(jìn)行處理，將纖維與Ti5Si3粉體進(jìn)行混合，真空干燥，將Ti5Si3?纖維復(fù)合粉體放入石墨模具中升溫到1400℃，隨爐冷卻到室溫，得纖維增強(qiáng)Ti5Si3基復(fù)合材料。本發(fā)明克服了工藝過(guò)程復(fù)雜或價(jià)格高的缺陷。本發(fā)明簡(jiǎn)單可靠易實(shí)現(xiàn)，且制備的Ti5Si3基復(fù)合材料，致密度高、氣孔率小、純度高、力學(xué)性能優(yōu)異。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及的是一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，特別涉及一種短切纖維增強(qiáng)三硅化五鈦復(fù)合材料制備方法。
背景技術(shù)
Ti5Si3是一種有潛力用于1600℃以上的高溫結(jié)構(gòu)材料，但室溫?cái)嗔秧g性低，高溫強(qiáng)度不夠高的特點(diǎn)一直制約著其在實(shí)際領(lǐng)域的應(yīng)用。
在本發(fā)明作出之前，目前對(duì)Ti5Si3金屬間化合物強(qiáng)韌化的方法主要有細(xì)化晶粒、合金化與復(fù)合化方法。利用晶粒細(xì)化能夠改變和調(diào)整微觀組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)行塑性第二相增韌，通過(guò)裂紋與塑性相的交互作用來(lái)增加韌性，但效果不是十分顯著。合金化是在Ti5Si3中添加耐熱金屬元素形成固溶體來(lái)改善其性能，但這些元素在高溫下不能和Ti5Si3完全化學(xué)相容，而且增大了Ti5Si3的密度；添加陶瓷顆粒、纖維或晶須等增強(qiáng)相制備Ti5Si3基復(fù)合材料，是目前最普遍的改善力學(xué)性能的途徑。但有些增強(qiáng)相只起到韌化作用，對(duì)強(qiáng)度沒(méi)有影響；而另一些在韌化的同時(shí)甚至還降低合金的強(qiáng)度。眾所周知，添加剛性的陶瓷顆粒工藝簡(jiǎn)單，但韌化效果不明顯；利用連續(xù)長(zhǎng)纖維能有效提高金屬間化合物的強(qiáng)度與韌性，但工藝過(guò)程復(fù)雜；晶須強(qiáng)韌化金屬間化合物效果顯著，而且工藝簡(jiǎn)單，但晶須昂貴的價(jià)格限制了其在實(shí)際領(lǐng)域中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，提供一種短切纖維增強(qiáng)三硅化五鈦復(fù)合材料制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種短切纖維增強(qiáng)三硅化五鈦復(fù)合材料制備方法，其主要技術(shù)特征在于步驟如下：
(1)按摩爾比3∶5稱量Si粉與Ti粉作為機(jī)械合金化原料；
(2)采用ZrO2陶瓷球作為磨球，磨球與原料的質(zhì)量比為10-20∶1；
(3)量取0.1-0.3倍球磨罐容積的過(guò)程控制劑；
(4)將原料、磨球與過(guò)程控制劑一起加入球磨罐，以Ar氣作為保護(hù)氣體，將密封好的球磨罐放到高能行星球磨機(jī)中旋轉(zhuǎn)；
(5)將所得球磨粉體進(jìn)行真空干燥、研磨，過(guò)130目篩獲得Ti5Si3粉體；
(6)用表面活性劑對(duì)短切纖維進(jìn)行表面處理，用鹽酸對(duì)得到的Ti5Si3粉體進(jìn)行處理，將處理好的纖維與Ti5Si3粉體進(jìn)行混合；
(7)真空干燥，得到Ti5Si3-纖維復(fù)合粉體；
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